Dağlık alanlar, Doğu-Batı doğrultusunda uzanmakta olup, Kuzeyinde Karadeniz kıyılarını gören yay gibi bir antiklinal ekseni oluştururlar. Bölgenin yüksek dağ karakteri, permiyen sonundan itibaren oluşan ve üst kretase sonuna kadar süren kara rejiminde ve üst Pliyosen'deki vertikal hareketler sonucunda teşekkül etmiş, Pleistosen'de son şeklini almıştır.
Doğu-Batı yönünde uzanan su bölümü hattının en yüksek bölümü doğudaki Haldizen Dağları'dır. Bu dağlar aynı zamanda Doğu Karadeniz Dağları'nın en yüksek bölümü olan Kaçkarlar'ın batıya doğru olan son uzantılarıdır. Üst Kretase yaşlı kayaçlardan meydana gelirler. Önemli yükseltileri; Demirkapı (3.376 m.), Kayışkıran (3.156 m.) ve Karakaya (3.139 m.) tepeleridir.
Buzul vadilerinden zirvelere doğru çıkıldıkça hemen her vadide dağılış gösteren yirmiye yakın, bazıları peş peşe birer gideğenle birbirine bağlı, alanları 100-1900 m2 genişliğinde değişen buzul gölleri yer almaktadır. Karagöl, Sarıgöl, Balıklı Göl ve Aygır gölleri en önemlileri olarak sayılabilir. Demirkapı, Sağ ve Multat dereleri kaynaklarını bu dağların Kuzey yamaçlarından alırlar. Her biri buzul vadilerine kurulu cılız akarsulardır. Yan dereleri almaya başladıkları yaklaşık 2000 m. seviyelerinden itibaren taşıma güçlerinin artmasıyla birlikte Kuzeye doğru flüviyal topoğrafya kendini iyice belli etmeye başlar. Solaklı Deresi'nin doğudaki önemli kolu olan Haldizen Deresi, Demirkapı, Sağ ve Multat derelerinin katılımıyla Kuzeyde 1.150 m. Seviyelerinde Uzungöl'e ulaşır. Buradan itibaren Solaklı Deresi adı altında devam ederek Karadeniz'e karışır.
Daha batıda yer alan Soğanlı dağlık kütlesi bir bindirme fayından itibaren aralarına üst kretase –eosen yaşlı riyolit ve porfiridasitlerin sokulduğu dasitik lavlardan meydana gelmiştir. Solaklı Deresi'ni oluşturan Büyük Dere ile Haldizen Deresi arasında ortalama 2.500 m. Yüksekliğinde çok geniş bir plato düzlüğü yer almakta, Soğanlı Dağları'nın alçaldığı bu kesimlerde kıyıyı iç kesimlere bağlayan Of-Çaykara-Bayburt karayolu geçidi bulunmaktadır. Su bölümü hattı batıya doğru Kemerlik Dağı (2.746 m.) ve Ziyaret Tepesi (2.850 m.) ile devam eder. Bu hat aynı zamanda Karadere'nin güneyindeki su bölümü çizgisini de teşkil etmektedir. Karadere'nin Yağmurdere koluyla birleştiği kesime doğru kuzeye girinti yapan su bölümü çizgisi, bu kolu içine alacak şekilde güneybatıya doğru uzanarak Değirmendere Havzası su bölümü hattına ulaşır. Karadeniz sahil yolundan güneye, Karadere boyunca ayrılan Araklı-Dağbaşı karayolu, bu bölgede Taşköprü civarında alçalan su bölümü hattından güneye doğru Gümüşhane'ye ulaşır.
Su bölümü çizgisi Değirmendere Havzası güneyi boyunca Kostan Dağı ( 2.582 m .) üzerinden Deveboynu (3.082 m .) ve Kolat Dağları'nı alçalan bir şekilde aşarak Zigana Dağları'nda bir omuz oluşturur. Burası, 2.000 m . Seviyesi, Karadeniz kıyılarını iç bölgelere bağlayan önemli bir jeo-stratejik geçit olan Trabzon-İran transit karayoluna zemin oluşturur. Trabzon ili sınırları bu bölümde dağ zirvelerinden güneye doğru girinti yapmıştır.
Dağlık alanların batı kısmını Kalkanlı ve Horos Dağları oluşturmakta ve genel yükselti seviyesi giderek düşmektedir. Viran Kilise Tepesi (1.784 m.), Taşoluk Tepesi (2.420 m.), Ayeser Tepesi (2.423 m.) yayın batı kanadını, Kalkanlı Tepesi (2.193 m.) ise doğu kanadını meydana getirir. Bu yaya bütünüyle Kalkanlı Dağları adı verilir. Kuzeybatı-Güneydoğu yönünde uzanan Horos Dağları 10° - 15° lik eğime sahiptir. Değirmendere ana akarsuyuna güneybatıdan karışan Maçka Deresi, Çeşmeler Deresi adı ile kaynağını Taşoluk Tepesi'nin güney eteklerinden alırken, Ayeser Deresi, Horos Dağları'nın su bölümü hattından doğarak, kuzeye doğru derin olmayan "V" şeklindeki bir vadi ile Uçurum (2.349 m.) ve Ayeser tepelerini birbirinden ayırır. Bu dağlık kütlenin tamamı 2.000 m.'nin üzerindedir. Zirvelere yakın kısımlardan itibaren etkili olan akarsuların mekanik aşındırması dışında özellikle 2.400 m.'nin üzerinde yer alan konjelifraksiyon hakimiyeti vardır. Uçurum Tepesi'nin kuzey yamaçlarında eğimin yükselmesi dolayısıyla akarsuların mekanik tesirleri de artmıştır. İl sınırları bu bölgede yaklaşık 2.000 m. seviyelerinden geçer. Horos Dağları zirvelerinden batıya doğru giderek alçalan bu bölümü hattı Erikbeli Yaylası'na kadar devam eder.