Заповедник расположен в центральной, наиболее высокой и орографически сложной части Южного Урала. Несколько хребтов - Машак, Зигальга, Нары, Кумардак и горный массив Ямантау образуют здесь самый высокий горный узел Южного Урала с наивысшей отметкой 1639 м над ур. м. Основные черты рельефа заповедника обусловлены его геологическим строением, решающая роль при этом принадлежит литологии. Положительные формы рельефа - хребты сложены устойчивыми к выветриванию породами, а отрицательные - межгорные депрессии, приурочены к выходам малоустойчивых пород.

На территории заповедника выражена ярусность рельефа, характерная для Южного Урала. Согласно геоморфологическим исследованиям на территории заповедника выражены 2 поверхности выравнивания. Верхняя денудационная поверхность охватывает вершинные поверхности и гребни высоких хребтов. Она находится на высоте от 900 м до 1300 м. Нижняя поверхность охватывает плоские пьедесталы и денудационные террасы на склонах высоких хребтов, пониженные плоские увалы и менее высокие хребты. Верхняя денудационная поверхность более древняя. Высоты, превышающие верхнюю денудационную поверхность на хребтах Машак и Зигальга представляют собой останцы полностью разрушенной и еще более высокой и древней поверхности.

Основные орографические элементы - хребты и межгорные депрессии имеют субмередианальное простирание, обусловленное ориентировкой геологических структур. Хребты образуют несколько параллельных горных цепей, разделенных широкими межгорными понижениями. Хребты, составляющие горные цепи, разделены между собой поперечными тектоническими разрывами, погружением осей складок и эрозионными долинами. Прерывистость горных цепей создает в плане характерную для Южного Урала решетчатую структуру рельефа.

Самую западную горную цепь в заповеднике образуют в северной ее части горы, входящие в систему так называемых Сухих гор - Веселая, Саля, Россыпная, Круглая и др. Продолжением служат хребты Байрамгул, Каряда и Белягуш. Вторая горная цепь образована средневысотными хребтами с гольцовыми вершинами - Зигальгой (в пределах заповедника находится южная часть хребта с наивысшей вершиной Большой Шолом 1427 м), Нары и М.Ямантау. Следующую, наиболее сложную цепь образуют в северной ее части хребет Машак и горный массив Ямантау, в южной части горной цепи образуют хребты Нараташ, Белятур, Юша, Капкалка и Еракташ. В северо­восточной части заповедника горную цепь образуют хребты Кумардак и Бакты (в пределах заповедника находятся их южные окончания. На юго-востоке заповедника, на левобережье реки Б.Инзер горную цепь образуют три коротких хребта - Маярдак, Аурсяк и Карагас.

Геоморфологи считают Уральские горы «возрожденными горами», возникшими в результате новейших неоген-четвертичных тектонических движений на месте былого распространения герцинских горно-складчатых

сооружений, разрушенных и выровненных в течение мезозоя-палеогена. Неравномерные восходящие движения вызвали образование трех разновозрастных выровненных поверхностей междуречий, придающих рельефу ступенчатость.

Для вершин наиболее высоких хребтов характерны гольцовые ступени и террасы. Они хорошо развиты на хребте Зигальга. Нагорные ступени — широкие площадки, окаймляющие склоны на протяжении нескольких метров, а в отдельных случаях до 1 км. Поверхность их покрыта крупно­ глыбовыми осыпями, среди которых поднимаются скалистые останцы коренных пород. На внешней части произрастает травянистая растительность. Линии этих ступеней опоясывают вершину Б.Шелом на высотах 850, 940 и 1050 м. Нагорные террасы - это узкие, по сравнению с нагорными ступенями, горизонтальные площадки, развитые

преимущественно в пределах гольцовой зоны. Ширина их колеблется от 5-10 м до 100 м. Поверхность террас лишена почвенно-растительного покрова и сложена глыбами кварцитов. На хребте Зигальга геологами А.А.Колоколовым и К.А.Львовым описаны также гляциальные формы рельефа - кары, цирки, троговые долины, а также следы оледенения в виде оставленных местными ледниками отложений морен.

Существенную роль в формировании рельефа играет современное термическое выветривание. На это указывает образование свежих россыпей и осыпей. Растительность способствует сохранению древнего рельефа, препятствует проявлению эрозии и термического выветривания. Лесная растительность также выступает в роли противоэрозионного фактора в лесном поясе, защищает почвы и горные породы от размыва, препятствует поверхностному стоку воды. Из видов эрозии преобладает плоскостной смыв. Этому способствует небольшие уклоны поверхности (10-15°).

В западной части заповедника имеют ограниченное распространение карстовые формы рельефа, представленные в основном воронками просасывания, приуроченные к выходам доломитов и известняков. Пещер на территории заповедника не обнаружено.