הוא שלוחה צפונית-מערבית של רכס הרי השומרון המשתרעת עד למפרץ חיפה ומתנשאת לגובה מרבי של 546 מטר מעל פני הים ("רום כרמל" ליד עספיא). שלושה אזורים לכרמל: רכס אמיר – רכס הרים בדרום מזרח הכרמל, רמות מנשה במרכז ו"רכס הכרמל" בצפון-מערב – משולש הנתחם על ידי עמק יזרעאל ממזרח ומצפון, עמק זבולון מצפון, מישור חוף הכרמל במערב ורמות מנשה בדרום. ראשו הצפון מערבי של הכרמל נושק לים וחודר אליו.
רכס הכרמל הוא חלקו הצפוני של הכרמל. הרכס מופרד מרמות מנשה על ידי נחל יקנעם. שטחו של הרכס כ-232 קמ"ר והוא מתחלק לשלוש יחידות נוף עיקריות: בצפון מזרח – הכרמל הגבוה, רכס המתנשא בתלילות מעל נחל הקישון לרום של כ־450-500 מטר מקרן הכרמל בדרום ועד לראש הכרמל בצפון. הרכס כולל את הפסגות רום כרמל (546 מ') הר אלון (516 מ') וקרן הכרמל (המוחרקה) (474 מ'). הרכס משתפל מערבה אל הכרמל התיכון, המתאפיין בשטח מחורץ יותר, בפסגות בולטות מעל פני השטח ובנחלים מחורצים ופסגתו היא הר שוקף (497 מ'), ובדרום – הכרמל הנמוך, שהוא מעין רמה נמוכה בגובה של כ־200 מטר מעל פני הים המתאפיינת בבקעות ובשלוחות רחבות כדוגמת בקעת מהר"ל ושלוחת הנדיב. שלוחת הנדיב היא השלוחה הדרומית ביותר של ההר, ומסתיימת בחוטם הכרמל בדרום, ובצוקי חוטם בדרום-מערב, מעל לשפך נחל תנינים.