L'Elbrouz s'élève dans le nord-ouest du Caucase, à 100 kilomètres de la mer Noire et 400 de la mer Caspienne qu'il est possible d'apercevoir par temps exceptionnellement clair. Avec ses 5 642 mètres d'altitude, il constitue le point culminant de cette chaîne de montagnes qui marque traditionnellement la frontière entre l'Asie et l'Europe, au même titre que l'Oural. Se situant à 11 kilomètres au nord de la ligne de partage des eaux marquant la frontière avec la Géorgie, il est entièrement compris sur le territoire de la république autonome de Kabardino-Balkarie et constitue à la fois le plus haut sommet de la Russie et celui du « Vieux Continent », loin devant les 4 810 mètres d'altitude du mont Blanc. Il se trouve à 65 kilomètres au sud-sud-ouest de la ville de Kislovodsk et à 80 kilomètres à l'ouest-sud-ouest de Naltchik .
L'Elbrouz est un volcan endormi presque symétrique possédant deux pics principaux, de chaque côté d'un col situé à 5 416 mètres d'altitude : le sommet occidental est le point culminant à 5 642 mètres d'altitude tandis que le sommet oriental s'élève à 5 621 mètres. Le cratère de 300 à 400 mètres de diamètre, situé au sommet du pic oriental, a été progressivement comblé de neige et de glace. Les névés du volcan, couvrant une superficie de 138 km2, alimentent vingt-deux glaciers principaux et soixante-dix-sept glaciers secondaires qui donnent naissance aux rivières Baksan, Kouban et Malka. Certains de ces glaciers, étudiés par des scientifiques depuis les années 1930, peuvent atteindre 400 mètres d'épaisseur mais tous sont en retrait, ayant perdu entre 80 et 500 mètres de longueur. Les deux principaux s'appellent Bolshoi (« le grand »), avec une superficie de 23 km2 et une longueur de 9,28 km, et Irik, avec une superficie de 10,2 km2 et une longueur de 9,31 km. Cette activité glaciaire a formé de nombreux lacs peu étendus mais profonds.
L'Elbrouz se situant dans l'hémisphère nord, la période estivale, la moins rigoureuse, se déroule de juin à mi-septembre avec une moyenne de 50% de jours ensoleillés propices à l'ascension du sommet. Malgré tout, les vents, dominés par des masses d'air d'ouest, peuvent devenir violents et les températures chuter très rapidement. Au-delà de 4 000 mètres d'altitude, même en été, des conditions de blizzard arctiques avec une visibilité quasi nulle peuvent se mettre en place. Il n'est pas rare que le vent dépasse 100 km/h. En hiver, la température peut chuter en dessous de -50 °C au sommet, mais, dans les vallées, des courants d'air descendants chauds et secs peuvent provoquer d'importantes chutes de neige. À basse altitude, la moyenne des précipitations est de 500 mm et peut atteindre 1 000 mm certaines années, tandis qu'au-delà de 2 000 mètres, elles peuvent dépasser 1 500 mm.
Sur le versant septentrional, entre 1 900 et 2 300 mètres d'altitude, se trouve une forêt de pins avec des bouleaux et des frênes des montagnes. Les couloirs à avalanches sont clairement visibles avec la seule présence des feuillus. Entre 2 300 et 3 000 mètres d'altitude, l'étage subalpin laisse place à l'étage alpin et à ses alpages riches en fleurs. Au-delà, à la limite des glaciers et des névés, les perce-neige fleurissent et des lichens multicolores recouvrent les rochers dépourvus de neige.
Sur le versant méridional, jusqu'à 1 600 mètres d'altitude, poussent les hêtres, les charmes, les érables et les frênes. Entre 1 600 et 2 100 mètres d'altitude se trouve une forêt de sapins. Au-delà, les alpages offrent des espèces de fleurs souvent absentes sur le versant septentrional.
Le Caucase possède une faune riche. Les forêts abritent l'ours brun, le loup, le lynx, le sanglier, différents cervidés, la martre des pins, le chat sauvage, le putois, la taupe, l'écureuil ou encore la souris. Dans les alpages vivent la chèvre et le chamois. De nombreux oiseaux peuplent les forêts autour de l'Elbrouz et parmi les rapaces se trouvent l'aigle et le milan. Le tétras-lyre vit parmi les bruyères et les rhododendrons, à basse-altitude le faisan et plus haut le dindon sauvage, la perdrix des rochers (Ptilopachus petrosus) et le pigeon biset. De plus, les rivières sont riches en poissons parmi lesquels la truite.
Le Caucase est formé par la collision vers le nord de la plaque arabique contre la plaque eurasienne provoquant de nombreux séismes dans la région. La zone de failles est complexe et le déplacement en grande partie latéral au niveau de l'Anatolie et de l'Iran empêche la création d'un phénomène de subduction et explique la rareté des volcans dans la chaîne de montagne. L'Elbrouz est donc une des rares exceptions, constitué à la fois de roches métamorphiques (schistes, gneiss) et de roches magmatiques (granite, rhyolite, tuf).
L'Elbrouz aurait commencé à se former il y a 10 millions d'années. Les ejectas issus du volcan couvrent une superficie de 260 km2. Des fragments de rhyolite et de rhyodacite ainsi que des formations de tuf et d'ignimbrite ont été trouvés et ont permis de dater à l'uranium-plomb la formation de la caldeira principale vers -700 000 ans, correspondant probablement à la fin d'un cycle éruptif majeur. Des datations géochronologiques ont mis en évidence des cycles éruptifs postérieurs synchrones dans différents foyers magmatiques du Grand Caucase, démontrant l'origine géologique commune de cette activité volcanique. Il arrive que de modestes fumerolles s'échappent encore parfois du flanc oriental du volcan, au niveau de l'ancienne coulée de lave de 24 kilomètres de long orientée depuis le cratère vers le nord-nord-est, et des sources chaudes prennent naissance sur les versants de la montagne.