unité des Préalpes, d’environ 40 km de long et 15 ou 16 de large, d’axe SSO-NNE et délimitée au sud-ouest et au nord-est par les cluses de Grenoble et de Chambéry. Le massif est formé de plis parallèles armés par d’épaisses couches de calcaires jurassiques. Il culmine à 2 082 m au Chamechaude et domine puissamment à l’est le Grésivaudan, où coule l’Isère. Il est divisé par un sillon longitudinal dit des Trois Cols, qu’emprunte une route allant de Chambéry à La Tronche, et modelé dans des marnes en position tantôt de combe, tantôt de val. Du côté oriental règne un haut synclinal perché de calcaires urgoniens, qui porte les plus hauts sommets, comme la Dent de Crolles (2 026 m); la Réserve naturelle des Hauts de Chartreuse en occupe depuis 1999 sur 4 450 ha toute la partie haute, de la Dent de Crolles au Granier, sur 20 km. Au-dessous, la couche des calcaires tithoniques forme une seconde corniche, portant notamment le fameux balcon de Saint-Hilaire-du-Touvet, face au Belledonne. La partie occidentale est à la fois plus vigoureusement plissée et très faillée, les plis étant serrés et en écailles, les couches très redressées.

La Chartreuse est principalement drainée par le Guiers et le Guiers Mort vers l’avant-pays occidental. Son nom est inséparable de celui de l’abbaye de la Grande Chartreuse qui s’est établie en 1084 dans sa partie centrale, entre les deux Guiers. Bien que les altitudes soient modérées, et que la forêt couvre 60% du territoire, la proximité des grands foyers urbains de Grenoble, Chambéry et même Lyon a multiplié les routes carrossables et équipé le massif d’assez nombreuses stations d’hiver et d’été, mais de petite taille. Les sites pittoresques de rochers d’escalade, de gorges, de grottes et de torrents à sports nautiques abondent. Les villages sont actifs et leur population tend à croître. La totalité du massif et une bonne partie de son avant-pays sont inclus dans le Parc naturel régional de Chartreuse, créé en 1995 et englobant 52 communes (38 en Isère et 14 en Savoie), sur 69 000 ha. La Maison du Parc est à Saint-Pierre-de-Chartreuse. La réserve naturelle des Hauts-de-Chartreuse s’étend sur 4 400 ha dans 7 communes en Isère et 4 en Savoie; elle est gérée par le Parc. La communauté de communes Cœur de Chartreuse se partage entre Isère et Savoie.