Une chaîne de montagnes est un relief d'altitude rassemblant plusieurs montagnes (sommets, pics, monts et autres aiguilles) et présentant une longueur beaucoup plus grande que sa largeur. Une chaîne particulièrement longue et étroite est qualifiée de cordillère. L'origine géologique d'une chaîne de montagnes s'explique par la tectonique des plaques. Elle est la conséquence soit de la collision de deux plaques continentales, soit de la subduction d’une plaque océanique sous une plaque continentale ou sous une autre plaque océanique.
Les chaînes de montagnes sont des éléments géomorphologiques de premier plan. Elles influent sur le climat, sur la répartition des populations animales, végétales et humaines, et servent souvent de frontières politiques.
Un chaînon est un sous-ensemble montagneux possédant une seule ligne de crête, contrairement au massif montagneux qui en a plusieurs.
