Родопите са част от много стара геоложка основа — Рило-Родопския масив, — изградена от кристалинни шисти, гнайси, гранити и мрамори. Това е причината да изглеждат различни от Стара планина: няма ги дългите варовикови стени, а има широки била, заоблени върхове и врязани долини. Казват, че са най-старата планина на Балканите, и макар формулировката да е приблизителна, тя описва нещо вярно — тук ерозията е работила много по-дълго.
Площта им е около 18 000 квадратни километра, от които близо 14 700 са в България. Дължината е около 220 километра, ширината — до 120. Западната част е по-висока: Голям Перелик стига 2 191 метра, а около него са Голяма Сюткя и Малък Перелик. Източната е по-ниска, с широки котловини около Кърджали и Хасково. Между тях планината не се издига рязко, а се вълнува — плато след плато, разсечено от реки.
Най-характерното са ждрелата. Триградското е с вертикални стени, високи стотици метри, и в дъното му тече река, която изчезва в пещера. Буйновското е по-широко и по-зелено. И двете са резултат от едно и също: варовикът и мраморът се разтварят във вода и реката бавно се врязва в собствения си канал. Оттук и пещерите — Дяволското гърло с подземен водопад, Ягодинската с няколко етажа, Ухловица, Снежанка.