Влияние высоты, форм рельефа, взаимного расположения элементов рельефа, экспозиции и т. п. приводит к тому, что климат горных стран не только вообще отличается от климата соседних равнинных областей, но и характеризуется большой пестротой и мозаичностью на небольшой сравнительно территории.
Пестрота эта наблюдается и в горизонтальном, и в вертикальном направлении. Противоположные склоны одного и того же хребта, лежащие на одинаковой высоте, горные долины, отличающиеся различной экспозицией, плоские массивы и такой же высоты острые пики — всё это характеризуется различными условиями нагревания, влажности, воздушной циркуляции и т. д. Кроме того, один и тот же горный склон на разных высотах тоже освещается, нагревается, увлажняется по-разному. Таким образом, к мозаичности на одних и тех же уровнях присоединяется ещё мозаичность, связанная с различием высоты уровней, иными словами — вертикальная дифференциация климатов. Изменение по вертикали температуры и осадков есть причина образования вертикальной климатической поясности.
Убывание температуры по вертикали происходит во много раз быстрее, чем изменение температуры по горизонтальному направлению. С поднятием кверху на 1 км температура падает в среднем на 6°, тогда как в умеренных и полярных широтах самая большая разница между средними годовыми температурами не превышает 13° на десять градусов широты, т. е. 1°,3 на 111 км горизонтального расстояния вдоль меридиана; чаще всего, однако, это изменение ещё меньше. Следовательно, поднятие на 1 км по своему температурному эффекту равноценно перемещению по земной поверхности вдоль меридиана в сторону полюса не менее, чем на 500 км. Если же принять, что среднее уменьшение температуры от экватора к полюсу в северном полушарии составляет около 0°,5 на каждый градус широты, тогда расстояние на Земле, эквивалентное (в отношении температурных изменений) удалению от земной поверхности на 1 км, составит уже более 1300 км. На таком пространстве в европейской части СССР вдоль 40° в. д. успевают сменить друг друга ландшафты тундры, тайги и смешанного леса или в южной половине ландшафты смешанного леса, лесостепи и степи. Вот почему в горах на сравнительно коротком интервале по вертикали можно наблюдать растительные и климатические пояса, которые в меридиональном направлении на поверхности земного шара сменяют друг друга только на пространстве многих сотен километров.
Таким образом, быстрое уменьшение температуры кверху имеет исключительное значение для всей структуры ландшафтной оболочки: оно предопределяет возможность вертикальной поясности при условии, что рельеф земной поверхности поднят на достаточную высоту.
Последовательность вертикальных климатических поясов зависит от того, в какой широтной климатической зоне лежит горная возвышенность. Если своим основанием она опирается на тундру, то кверху может располагаться только снеговая область; если подножие её находится в пустыне, тогда вертикальные пояса снизу вверх могут быть представлены последовательно степью, лесом, альпийскими лугами, снегами. Стало быть, «начальный» вертикальный пояс совпадает с широтной зоной, а степень развития поясов по вертикали и количество их зависят от высоты горного хребта. В предыдущем примере, если горы не высоки, вертикальное развитие поясов может закончиться только на лесном поясе, не дойдя до альпийских лугов, либо на альпийском поясе, не дойдя до области ледников, и т. п.
Следует иметь в виду, что вертикальная поясность в горах может «повторять» только термические широтные зоны, но не циркуляционные. Перемещаясь кверху в горах экваториальной зоны, мы не встретим там, например, пояса пассатных пустынь.