(Айоцдзорський), юрського, крейдяного і палеогенового віку: пісковиками, вапняками, конгломератами, прорваними гранітоїдними інтрузіями, багатими металевими корисними копалинами.
У центральній частині республіки на великих площах поширені молоді вулканічні покриви, створюючі лавові плато і рівнини, хребти і масиви, серед яких виділяються масив Арагац, Лорійське, Ширакське, Апаранське плато (рівнини), Гегамський і Варденісський щитовидні хребти.
На відміну від складчасто-брилових хребтів вулканічні нагір'я і плато слабо розчленовані, контури їх поверхні більш м'які, а в рельєфі переважають характерні вулканічні форми – конуси, кратери, лавові потоки і т. д. Ріки пропиляли тут глибокі каньйони з прямовисними скелястими бортами.
На південному заході республіки на висоті 1800-1200 м над р. моря розташована) Араратська улоговина, складена озерним і алювіальними відкладенням [8, 135].
Сучасний рельєф формувався в кайнозойську еру, коли в альпійсько-гімалайській складчастій зоні відбувалися новітні тектонічні рухи, що супроводилися великим підняттям, локальним опусканням, утворенням складчастості і могутнім вулканізмом. Горотворні процеси ще продовжуються, тому нерідко тут відбуваються землетруси (Ленінаканське в 1926 р., Зангезурське в 1931 р., Єреванське в 1937 р. та ін.), обвали, селі, обвали, що заподіюють величезний збиток народному господарству.
Вірменія багата корисними копалинами. Відомі родовища міді в Алаверді і Кафані, алюмінієвої сировини (нефелінових сієнітів) в Памбакському хребті, залізняку в Разданському районі і на Баргушатському хребті, молібдену в Каджарані, золота в Зоді. Республіка має в своєму розпорядженні значні запаси будматеріалів і сировини для хімічної промисловості. Так, великі родовища вулканічних туфів і туфових лав різних відтінків знаходяться в Артіку, Аніпемзі, Ленінакані, Агараку та інших районах; пемзи – в Аніпемзі, Пемзашені; перлітів – в Джрабері; мармуру – в Агвераві, Мармарашені; травертинів – в Арараті; вапняків – в Джаджурі, Іджерані. У Авані (Єреван) відкриті родовища кухонної солі. Велике значення мають мінеральні джерела, пов'язані з тріщинно-жильними і артезіанськими водами. Найбільш відомі серед них джермукські, анкаванські, дилижанські і севанські [8, 137].
Вірменія розташована в субтропічному поясі, що нарівні з рельєфом визначає найбільш істотні риси клімату республіки. Клімат тут формує повітряна маса помірних широт. Влітку з півдня – з Іранського нагір'я – вторгається тропічна континентальна повітряна маса. Іноді вона перетворюються на місці з повітряної маси помірних широт. Взимку внаслідок радіаційного вихолоджування над Вірменським нагір'ям повітря сильно охолоджується і тут встановлюється високий атмосферний тиск.
Для клімату характерні багатство сонячною енергією, велика мінливість погодного режиму у часі і добре виражена вертикальна кліматична поясность, яку створює складний гірський рельєф. Якщо в Араратській долині, в Мегрінській ущелині і на крайньому північному сході республіки клімат сухий субтропічний, то з висотою він переходить до помірно теплого з м'якою зимою, помірного, а потім до континентального з холодною зимою і нетривалим літом.
У розподілі тепла в Вірменії сильно виражений сезонний ритм. У Араратській долині і в низькогір’ї середньомісячна температура липня становить +25-27°, абсолютний максимум +42°; в січні середньомісячна температура -5-6°, абсолютний мінімум -30°. У середньокогір’ї влітку температура 18-20°, взимку -8-12°. На березі озера Арпі зареєстрований абсолютний мінімум -46° [3, 231].
У Араратській долині і в низькогір’ї безморозний період в році триває до 250 днів, у середньокогір’ї – від 150 до 200, у високогір'ї – від 30 до 50 днів.
У середньому за рік в республіці випадає 550 мм опадів, максимум спостерігається весною і на початку літа, мінімум – у другій половині літа і взимку. Мінімальна кількість опадів – 200-250 мм випадає в Араратській долині; в середньокогір’ї – 400-600 мм і у високогір'ї – 700-900 мм. В умовах континентального клімату атмосферні осадки навесні і влітку часто випадають у вигляді злив, викликаючи селеві явища. Нерідко дощі супроводжуються сильним градом [8, 139].
Зимою в республіці випадає сніг. У низькогір’ї сніжний покрив нестійкий, а в середньокогір’ї і високогір'ї він тримається досить довго і його потужність досягає 30-100 см. Вище 3000-3200 м сніжні плями зберігаються круглий рік. Сучасні гірничо-долинні льодовики відсутні, але у вершинному поясі гір зберігаються древні льодовикові цирки і троги. Лише на Арагаці розвинені невеликий льодовик і фірнові поля.
Вірменія не багата водними ресурсами. Загальна маса опадів становить 17 куб. км, при цьому випаровується 10 куб. км.
Райони на північному сході республіки, утворені складчасто-бриловими хребтами (Малий Кавказ), по водності різко відрізняються від вулканічних. У перших режим дуже нерівномірний, літом значна частина рік пересихає. У вулканічних же районах атмосферні осадки значною мірою просочуються в сильнотріщиноваті лави і створюють запаси підземних вод. За рахунок могутніх виходів підземних вод утворені, наприклад, озеро і ріка Мецамор в Араратській долині, а багато які ріки навіть влітку не пересихають.
Річкова мережа розподілена по території надто нерівномірно. Ріки харчуються сніжними, дощовими і ґрунтовими водами. На весну, коли тануть сніги і випадає максимум опадів, доводиться 70 % річних стоки. Танення снігу в горах відбувається не одночасно, тому повінь рік розтягнута. У другій половині літа і взимку спостерігаються стійкі низькі рівні, ріки живляться тільки підземними водами.
Велика частина території Вірменії (76,5 %) належить басейну р. Аракс, яка бере початок в гірському масиві Бюраки в Туреччині. Вона носить транзитний характер і тече вздовж кордону з Туреччиною і Іраном. Довжина Араксу – 1072 км, площа водозбору – 102 тис. кв. км. У межах Араратської долини ріка тече повільно, меандрируючи і утворюючи багато рукавів. Основні притоки впадають зліва – це Ахурян, Касах (з Мецамором), Раздан, Азат, Веди, Арпа. На Раздані побудований каскад гідроелектростанцій (Севанська, Атарбекянська,