높이 2,096m. 장진읍에서 남서쪽으로 20㎞ 떨어져 있으며 낭림산맥에 속한다.
서북쪽의 소백산(小白山, 2,184m), 남쪽의 마대산(馬垈山, 1,745m)·황봉(黃峯, 1,736m)·차일봉(遮日峯, 1,743m) 등의 고산들과 함께 함경남도와 평안남도의 도계를 이루고 있다. 산마루는 경사가 완만하나 그 아래쪽은 가파르고 곳곳에 기반암이 드러나 있다. 특히 정상인 천정봉(天頂峰)에서 북동쪽으로 약 12km에 걸쳐 해발고도 2,000m, 너비 0.5∼1km의 노암능선(露巖稜線)이 길게 뻗어 있고 그 능선 위에 삼귀바위[三耳岩]·줄바위[絃岩] 등 기암이 있다. 동백산은 대동강·장진강의 분수령이다.
고도 1,500m 이하는 자작나무·사시나무숲, 1,500∼1,900m에는 사스래나무숲, 1,900∼2,000m에는 사스래나무·자작나무·사시나무·마가목 등의 혼합림, 2,000m 이상에서는 누운잣나무·들쭉나무·매저지나무 등이 분포한다. 평안남도·함경남도의 주요 원목채벌지이다. 남쪽의 마대령(1,673m)에는 대흥군∼장진군 간의 도로가 있다. 동쪽 안부(鞍部)의 북동령(北洞嶺:1,709m)은 영원∼장진 간의 주요 교통로이다.