Fjellkjeder i topografisk betydning er forholdsvis smale, langstrakte strøk av Jorden som hever seg sterkt over omgivelsene. De er kjent fra alle perioder av Jordens historie, og synes alltid å dannes på samme måte.
Platekollisjoner
Jordskorpen består av plater, som beveger seg i forhold til hverandre (se platetektonikk). Der hvor to plater kolliderer, dannes en fjellkjede. Det kan enten være en havbunnsplate som kolliderer med en kontinental platedel, som Andesfjellene, eller to kontinentale platedeler som kolliderer, som ved Himalaya.
Når platene kolliderer, vil den ene gli under den annen (subduksjon). Dette er ustabile områder som representerer anlegget til nye fjellkjeder. I fordypninger (geosynklinaler) på kontinentalsokkelen og -skråningen vil det gjennom lange geologiske tidsrom avleires sedimentære lag av sand, grus, leire, kalk osv. Etter oppsamlingsfasen vil jordskorpen etter hvert bøyes videre ned og klemmes sammen. Dette fører til at sedimentene foldes, brekkes og skyves over hverandre over milevide strekninger. Samtidig vil økt trykk og temperatur herde sedimentene til harde krystallinske skifere og gneiser av forskjellige typer (metamorfe bergarter). I sentrale deler av foldebeltet kan temperaturen bli så høy at bergartene blir delvis smeltet (granittiske bergarter), og smeltemasse kan også presses opp gjennom sprekker fra Jordens dypere lag.
Vulkansk virksomhet
Fjellkjededannelsen ledsages av vulkansk virksomhet. I de første stadiene er det en basisk, basaltisk vulkanisme, som senere går over til å bli surere (granittisk eller granodiorittisk). I de fleste fjellkjeder vil det skyves inn vulkansk dannet havbunn, såkalte ofiolittsekvenser (se ofiolitt).
Nedsliting
I løpet av forholdsvis korte geologiske tidsrom blir fjellkjedene slitt ned, og det vi finner av de gamle fjellkjedene, er kjernen, eller rotsonen. De gamle prekambriske skjoldene består hovedsakelig av slike gamle fjellkjederøtter. Vår skandinaviske (kaledonske) fjellkjede er et unntak. Den er så gammel (400–500 mill. år) at den for lengst skulle ha vært slitt ned, men den ble løftet opp for bare 5–20 mill. år siden i forbindelse med utvidelsen av Atlanterhavet.