La chaîne de montagnes des Appalaches est l'un des plus anciens systèmes de montagnes continentales au monde. La plus haute montagne de la chaîne est le mont Mitchell de 6 684 pieds, situé en Caroline du Nord. Comparativement aux montagnes Rocheuses de l'ouest de l'Amérique du Nord, qui ont plus de 50 pics de plus de 14 000 pieds d'altitude, les Appalaches sont plutôt modestes en hauteur. À leur plus haut, cependant, ils ont atteint des hauteurs à l'échelle de l'Himalaya avant d'être altérés et érodés au cours des 200 derniers millions d'années.
Les Appalaches se dirigent du sud-ouest au nord-est du centre de l'Alabama jusqu'à Terre-Neuve-et-Labrador, Canada. Le long de ce chemin de 1 500 milles, le système est divisé en 7 provinces physiographiques différentes qui contiennent des arrière-plans géologiques distincts.
Dans la section sud, le plateau des Appalaches et les provinces de la vallée et de la crête constituent la frontière ouest du système et sont composés de roches sédimentaires comme le grès, le calcaire et le schiste. À l'est se trouvent les montagnes Blue Ridge et le Piémont, composées principalement de roches métamorphiques et ignées. Dans certaines régions, comme Red Top Mountain dans le nord de la Géorgie ou Blowing Rock dans le nord de la Caroline du Nord, la roche s'est érodée jusqu'à ce que l'on puisse voir des roches du sous-sol qui se sont formées il y a plus d'un milliard d'années au cours de l'orogenèse de Grenville.
Les Appalaches du nord sont constituées de deux parties: la vallée du Saint-Laurent, une petite région définie par le fleuve Saint-Laurent et le système de rift du Saint-Laurent, et la province de la Nouvelle-Angleterre, qui s'est formée il y a des centaines de millions d'années et doit beaucoup de sa topographie actuelle aux récents épisodes glaciaires. Du point de vue géologique, les montagnes des Adirondacks sont assez différentes des montagnes des Appalaches; cependant, ils sont inclus par l'USGS dans la région des Appalaches.
Pour un géologue, les roches des Appalaches révèlent une histoire d'un milliard d'années de violentes collisions continentales et de la construction de montagnes, de l'érosion, des dépôts et / ou du volcanisme qui a suivi. L'histoire géologique de la région est complexe mais peut être décomposée en quatre grandes orogénies ou événements de construction de montagnes. Il est important de se rappeler qu'entre chacune de ces orogénies, des millions d'années d'altération et d'érosion ont emporté les montagnes et déposé des sédiments dans les zones environnantes. Ce sédiment a souvent été soumis à une chaleur et une pression intenses lorsque les montagnes ont été soulevées à nouveau lors de l'orogenèse suivante.
Les Appalaches ont résisté aux intempéries et se sont érodées au cours des dernières centaines de millions d'années, ne laissant que des vestiges du système montagneux qui ont atteint des sommets records. Les strates de la plaine côtière de l'Atlantique sont constituées de sédiments provenant de leur altération, de leur transport et de leur dépôt.