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  秦嶺是崑崙山脈的延伸,位於亞歐板塊內,屬南亞陸間區與中軸大陸區交界的北緣,於海西運動時期形成。秦嶺呈現明顯的南北不對稱:南坡既長又和緩,溝長水遠;而北坡陡且峻,斷層深谷密佈,古有“九州之險”之稱。秦嶺是長江水系和黃河水系的分水嶺。秦嶺構造帶是處於中朝古陸、揚子古陸之間的巨集大緯向褶皺帶。西聯崑崙褶皺系,東接淮陽隆起。北帶約隆起於呂梁運動時期,中、南帶先後經加里東、華力西、印支運動,受到多次南北方向擠壓,發生褶皺隆起,並伴有大規模的花崗岩侵入和斷裂,形成一系列山嶺、山間盆地。

  秦嶺是中國南北氣候的分界線。嶺南的陝南地區為副熱帶季風氣候,最冷月均溫在0攝氏度以上,年降水量在750毫米以上,冬季溫和少雨;嶺北的關中地區為溫帶季風氣候,最冷月均溫在0攝氏度以下,年降水量在750毫米以下,冬季寒冷乾燥。

  秦嶺的最高峰位於太白縣鸚鴿鎮南塬村太白山拔仙台主峰,海拔3771.2米。

  秦嶺的北坡為暖溫帶針闊混交林、落葉闊葉林、山地棕壤、山地褐土地帶;南坡為北亞熱帶,北部含常綠闊葉樹種的落葉闊葉混交林、黃棕壤與黃褐土地帶;河谷盆地中栽植有柑橘、枇杷、油桐、油茶、棕櫚、茶、烏桕、杉木、馬尾松和柏木等。暖溫帶或高山特徵的常綠闊葉木本植物在南坡多出現在海拔1000～1500米。1500米以上多為針葉闊葉混交林。黃棕壤僅見於1500米以下的緩坡面,發育在沖積層上。

  秦嶺向來是關中和巴蜀之間交通的一個巨大阻礙。李白的《蜀道難》就是對秦嶺山路的描寫。現已建成多條穿越秦嶺的鐵路和高速公路。

  秦嶺北坡終南山於2009年8月23日經聯合國教科文組織批准成為第五批世界地質公園之一。秦嶺終南山世界地質公園位於西安市境內,總面積1074.85平方千米。

  2007年,陝西省人民代表大會常務委員會頒佈《陝西省秦嶺生態環境保護條例》,是中國首次為一座山脈保護立法。條例對生態保護與生態功能做出規劃,並對植被、水資源、生物多樣性的保護做出規定,同時條例規定了秦嶺礦產資源、交通設施、城鄉建設、旅遊設施等方面的開發與保護。

  在2014年7月的檢查中,發現秦嶺6處地表水飲用水水源地中有3處存在較大安全隱患,一些水源地一、二級保護區內有較多居民居住,生活汙水、生活垃圾未經收集,直接排入飲用水水源。還有一些水源地一級保護區內有企業存在,廠區廢水等均排入飲用水水源。  秦嶺中存在違法修建別墅的現象一直屢禁不絕,在2014年7月清查出違建秦嶺別墅70多棟,讓秦嶺中禁止修建別墅的禁令形同虛設。  採石也對秦嶺造成巨大破壞,部分山體表面破壞嚴重,植被恢復量大,生態恢復問題緊迫。其中陝西瑞德寶爾有限公司、藍田天盛採石場、陝西社會水泥有限責任公司(礦山)不僅未按環評要求建設攔渣壩,而且廢石廢渣沿山坡傾倒。
秦嶺是橫貫中國中部的一座褶皺山脈,西起甘肅臨洮,東到河南省的崤山、熊耳山-嵩山和伏牛山地區,主體位於陝西省中南部,是陝西省關中地區與陝南地區的分界線,呈東西走向,長1600公里。寬200～300公里,海拔2000～3000米。