原來沉積在海底的岩層，若因褶曲作用而形成山脈，則稱為褶曲山脈，世界上的主要山脈，大多由此形成。褶曲山脈又可分為古褶曲山脈和新褶曲山脈。古褶曲山脈因形成年代久遠，受到長期風化和侵蝕的影響，使得山勢比較低矮平緩，如大興安嶺、陰山及北美洲東部的阿帕拉契山等。