Khangai-bjergene er den største af de tre store bjergkæder. Det strækker sig 800 kilometer fra vest til øst. Khangai-bjergenes landskab er anderledes end Altai-bjergenes. Mens høje klippeklipper og dybe bassiner er dominerende i både Mongol Altai og Gobi Altai, er Khangai-bjergkæden kendetegnet ved brede, krumme, kuppelformede bjerge, der er dækket af græs og træer. Området omfatter flere naturzoner, herunder bjerg- og bjergsteppezone, sibirisk taiga og skov. Frugtbar jord og talrige floder, vandløb og søer understøtter en række forskellige planter, og området er levested for et stort antal dyrearter.
Den store kløft, der adskiller vand, der løber ud i havene og ind i de indre bassiner, løber langs Khangai-bjergkædens kam. Mongoliets største flod, Selenge og dens vigtigste biflod, Orkhon, løber nordpå til den russiske grænse og ud i Bajkalsøen. Floderne, der løber langs Khangai-bjergkædenes kam, er hurtige, og strømfald i floderne resulterer i maleriske vandfald såsom Orkhon-vandfaldet med en højde på 20 meter, lokalt kendt som Ulaan Tsutgalan.
Den tredje bjergblok er Khentii-bjergkæden.
Den er mindre og lavere end Altai- og Khangai-bjergkæden. Khentii-bjergkæden begynder lige øst for Ulaanbaatar og strækker sig til de store østlige sletter. Der er flere toppe, der hæver sig over 2.500 meter over havets overflade, hvoraf den højeste er Asralt Khairkhan, som bevarer gamle istidsspor fra bjergene. Khentii-bjergene er dækket af skove, vådområder, alpine tundraer og permanente sne- og isfelter; kernen af dette fjerntliggende vildmarksområde er helt ubeboet.