La orografía de Mendoza presenta tres estructuras geográficas diferenciadas: las montañas andinas al oeste, las planicies hacia el este, y mesetas, sierras y volcanes en el sur. La cordillera condiciona casi toda la geografía de Mendoza, cuyo territorio se encuentra prácticamente en su totalidad situado a más de 1000 metros sobre el nivel del mar.

La zona montañosa ocupa la mitad oeste de la provincia, y en ella la Cordillera de los Andes alcanza sus alturas más importantes. Dicha zona se divide en tres unidades orográficas separadas entre sí por valles longitudinales y transversales.

La Cordillera Principal es divisoria de aguas, hace de límite con Chile y su ancho disminuye progresivamente de norte a sur, así como la altura de sus picos, pasos cordilleranos y nieves eternas y glaciares disminuyen en altura. Aquí se encuentra el Aconcagua, el “Coloso de América” de 6962 msnm, el pico más alto del mundo fuera del «sistema de los Himalayas». Otro cerros de gran magnitud son el Juncal, de 6180 msnm  y el Tupungato, que alcanza los 6800 msnm en el límite internacional con Chile. Se observan también en este paisaje volcanes apagados o en letargo y numerosos pasos camineros que permiten la comunicación con Chile, entre ellos el Pehenche.

La Cordillera Frontal, discurre al este de la Principal desde el límite con San Juan hasta el río Diamante. Es un macizo constituido por varios bloques con altitudes de entre 5000 y 6000 msnm: el Cordón del Tigre, el Cordón del Plata, del Portillo, de Santa Clara, de las Llaretas y del Carrizalito.

La Precordillera, separada de la Cordillera Frontal por el valle de Uspallata se extiende en forma continua desde el límite con San Juan hasta el río Mendoza a la altura de la localidad de Cacheuta. Es más baja que las anteriores y a ella pertenece las sierras de Villavicencio con alturas máximas de 3.000 m. (Cruz del Paramillo).

Las planicies del este o Travesías Cuyanas son llanuras áridas, de vegetación xerófila y con zonas de medanales. Por ella discurren los ríos Mendoza, Tunuyán, Diamante y Atuel, aprovechados para regadío en los oasis Norte y Sur. En su extremo noroeste se encuentran las Cerrilladas Pedemontanas, las cuales separan la planicie de valles como el de Uco y debido a que están muy erosionadas adoptan formas de cuchillas (como en Tupungato), de lomas (como en Lunlunta) o de huayquerías (como en San Carlos y Rivadavia).

En el sur de la provincia el relieve es más complejo, y presenta características morfológicas propias de la Patagonia. La planicie del este se continúa en la Depresión de Llancanelo, cuenca lacustre ocupada en su centro por los bañados y salinas de la laguna de Llancanelo. La depresión está rodeada por la cordillera en el oeste, por sierras aisladas como el Bloque de San Rafael (cortado en dos por el Cañón del Atuel) por el norte, por la sierra del Nevado por el este y por la altiplanicie de la Payunia por el sur, una meseta basáltica, esteparia y cubierta por escoriales, con más de 800 volcanes aislados donde sobresale el Payún Matrú de 3860 msnm.

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