L'area dolomitica si estende per il 70% della sua superficie nella provincia di Belluno e, per il restante, nelle province di Bolzano, Udine, Pordenone e Trento.

In particolare interessa gran parte della provincia la sezione orientale delle Dolomiti, con le vette delle Tofane, delle Tre Cime di Lavaredo, del Monte Pelmo, del Monte Civetta, della Marmolada e delle Pale di San Martino (queste ultime due al confine con il Trentino).

Nella parte meridionale della provincia si estende la Valbelluna, la valle più ampia e maggiormente abitata della provincia in cui sorge anche il capoluogo e sulla quale si stagliano le Prealpi venete (Gruppo dolomitico dello Schiara, Monti del Sole, Vette Feltrine, Massiccio del Grappa) qui si trova anche il Parco Nazionale delle Dolomiti Bellunesi.