梁山山脉，位于县境北部、西北部的高台区、新集区，为南郑、勉县之界山。境内部分，东起梁山，西至华山沟，宽约25公里；北界南、勉交界的分水岭，南到平原区西北边缘，平均长约5公里。总面积约120平方公里。

梁山山脉，东北——西南走向。海拔高度700～1000米。西部略高于东部，分上梁山、中梁山、下梁山三段。山体由灰岩和变质岩组成，外貌浑圆，山势平缓，岩面裸露。植被以荒草、灌木为主。山丘间多深沟低槽，较大的有龙家沟、李家沟、铁炉沟、冷（忍）水沟（大致东西向）、张口子、武家沟、佘家沟（碗厂沟）、华山沟（皆南北向）。

山脉东头的下梁山（亦称梁山，整个山脉因之得名），为西北一东南向浑圆山梁，其上的中梁山峰，海拔955.3米，顶部平缓，东北坡陡直，濒临汉江。山梁东南侧，环绕着众多由寒武系到志留系泥岩构成的缓坡丘陵，群众称之为“十八罗汉绕梁山”；山岭内侧的苇池坝，为一山间构造盆地，南部的“张口子”，为坝子排水口，过去居民吃水均取于此。下梁山出露地层从元古界到第四系（缺泥盆系）均有，其中的二迭系地层更为完备，且含有丰富的动物化石（如腕足类、珊瑚类、〓类等，群众称为石燕，旧为汉中八景之一）和植物化石（根、茎），是国内外有名的地质剖面之一，吸引众多的专家、学者前来科学考察。梁山有丰富的石灰矿、煤（劣质）和粘土矿；中梁寺、龙岗寺旧时是汉中郊区的游览胜地；1980年以来，考古工作者又陆续在梁山发现了大量旧石器、新石器及原始社会晚期的墓葬群，证实这里在数十万年前即有人类生息。

梁山山脉比较有名的山还有：中山寨，位于农丰乡，海拔970.2米，清朝宣统三年（1911）曾在山顶筑寨，现遗石碑一通。鹤腾岩，在合同乡北部，旧因山石奇特，古木参天，风景旖旎，为汉中风景名胜之一，民国年间即已破坏。所出砂积石（俗称太古石），可制盆景。尖尖山，在铁炉乡西南，海拔1019米。山峰陡峻，山腰有溶洞（群众称为盘龙洞），洞中石钟乳姿态各异。汪家山，在碗厂乡北部，海拔1035米。梁山多泉，著名的有双泉、玉泉、涌泉等。