Cerca de 10% da serra encontra-se no estado do Rio de Janeiro, 30% no estado de São Paulo, e os demais 60% estão localizados em Minas Gerais.[3] A serra extende-se desde a região onde está o município mineiro de Barbacena e de lá inclina-se para o sudoeste até se encontrar com as divisas com o estado do Rio de Janeiro e logo após, com São Paulo, trechos nos quais torna-se um divisor natural com o estado de Minas Gerais até as mediações finais de Joanópolis e Extrema e, por fim, esta adentra no estado de São Paulo, até o município de Bragança Paulista.[4]
"Mantiqueira" é um termo de origem tupi que significa "gota de chuva", através da junção dos termos amana (chuva) e tykyra (gota).[5]
Seu nome dá ideia da grande importância da serra como fonte de água potável, formação de rios que abastecem um grande número de cidades da Região Sudeste do Brasil. Seus riachos formam o rio Jaguari, responsável pelo abastecimento da região norte da Grande São Paulo, o rio Paraíba do Sul, que corta uma região densamente habitada e altamente industrializada no eixo Rio-São Paulo, o rio Grande, que é parte integrante do maior complexo hidroelétrico do país.[6]
O maciço da serra da Mantiqueira possui aproximadamente 500km de extensão e se inicia próximo à cidade paulista de Bragança Paulista e segue para o leste delineando as divisas dos três estados brasileiros até a região do Parque Nacional do Itatiaia onde adentra Minas Gerais até a cidade de Barbacena.[4] A partir daí, uma continuação pode ser considerada,[11] pois a mesma desvia para o norte até a serra do Brigadeiro, no leste de Minas Gerais, chegando a aproximar-se do Parque Nacional do Caparaó.[11]
Seu ponto culminante é a Pedra da Mina, com 2 798 metros, na divisa dos estados de Minas Gerais e São Paulo[12] e seu ponto de transposição mais baixa é a Garganta do Embaú,[13] por onde passaram os bandeirantes durante suas incursões ao interior de Minas Gerais.[14]
A serra da Mantiqueira fecha sua cadeia nos últimos contrafortes do Ouro Branco, no centro do estado de Minas. Principia na serra do Espinhaço, a chamada serra Geral ou serra de Minas e se estende no sentido sul-norte até além da Bahia. Seu sistema assume para o norte os topônimos dos lugares por onde passa, serra do Ouro Preto, do Batatal, do Capanema, do Ouro Fino, do Gongo Soco, do Garimpo, da Mutuca, do Cipó, da Pedra Redonda, ao pé da qual nasce o rio Jequitinhonha. Um de seus contrafortes é a serra do Caraça,[15] em curva quase perfeita, uma das maiores eminências da serra Geral, o cabeço mais alto de sua linha dorsal. Os picos do Sol e do Carapuça, frequentemente enevoados, altaneiros, erguem-se a 2 072m (o primeiro) e a 1 955m (o segundo).[15]
Avistam-se a noroeste a serra da Piedade, além a serra da Lagoa Santa; a leste as serras que abrem permeio para os rios Piracicaba e de Santa Bárbara se ligarem ao rio Doce; a oeste o rio das Velhas e seu vale, a serra do Curral d'El-Rei e o vale do rio Paraopeba; a sudeste os dois matacões característicos do Itacolomi e o declive sombrio onde corre o ribeirão do Carmo. Na serra da Mantiqueira foi encontrado ouro, durante o período colonial na região onde hoje se encontra a cidade de Conceição dos Ouros.[16]
A região da serra da Mantiqueira tem altitudes médias de 1200 a 2800 metros.[17] A serra é popular pela prática de alpinismo, por ter picos elevados, e pelo rally. Durante o inverno, por ser uma estação seca, aumenta a procura desse esporte na serra.
Devido à altitude, o inverno na serra da Mantiqueira tem temperaturas baixas, com a ocorrência da névoa no começo da manhã e geada frequentes, dando à paisagem a aparência das regiões de clima frio. É comum os termômetros registrarem temperaturas que chegam perto de 0°C ou menos, sendo que a menor temperatura registrada numa cidade da serra foi de -8,4°C em Maria da Fé no estado de Minas Gerais, em 21 de julho de 1981.[18] Ocorrem geadas nas cidades da região.
Nos picos mais elevados da serra, o frio pode ser mais intenso e as temperaturas podem ser negativas. Há registros de precipitações de neve em picos.