두류산의 해발은 2,309m이나 용암대지에서 상대적 높이는 700m 정도이다.
두류산은 『단천부읍지 端川府邑誌』 지도에는 두리산(豆里山)으로 기록되어 있다.
정상에서 능선은 동북에서 남서로 길게 연결되어 있으며 협곡으로 싸여 있다. 급사면의 고봉은 1,500∼1,600m에서 잠시 완만해졌다가 하천의 하방침식으로 다시 가파른 계곡을 형성하고 있다.
이 산은 백두산에서 비롯하여 대연지봉(大臙脂峰, 2,360m)·소연지봉(小臙脂峰, 2,123m)·북포태산(北胞胎山, 2,289m)·남포태산(南胞胎山, 2,435m) 등에 이어지는 사화산(死火山)으로 백두산과 같이 종상·순상화산형이며, 이곳에서 부석(浮石: 화산이 폭발할 때 나오는 분출물 중에서 다공질의 지름이 4mm 이상의 암괴)은 볼 수 없다. 산의 남쪽 사면에는 절벽으로 이루어지는 계곡과 능선의 곳곳에 현무암과 화강암이 섞인 크고 작은 바위들을 볼 수 있다.
두류산의 북쪽에서 길주남대천(吉州南大川)이, 남쪽에서 단천북대천(端川北大川)과 서천이 발원하여 동해로 흘러든다. 남쪽의 단천북대천도 용암대지 위에 발달하고, 경작지 역시 현무암의 풍화토에서 이루어진다.
해발 2,100m 이상 지역에는 고산식물군락이 분포되어 있으며, 그 아래에는 잎갈나무, 참나무를 비롯한 나무들이 많이 자라고 있다.
산정부에는 해변에서 볼 수 있는 황사(黃砂)와 조개껍질이 있어 이채롭고, 이러한 것들 때문에 초목이 잘 자라지 못한다.
조선 말기에는 이 산을 중심으로 곳곳에서 사금(砂金)을 많이 채굴하여 당시 대동금점(大洞金店)이 전국에 알려지기도 하였다. 또한 용소(龍沼)라고 불리는 늪은 명나라 태조(太祖)에 얽힌 전설이 있어 사람들이 찾기도 한다.
산 주변에는 활석과 마그네사이트광 등 여러 가지 유용광물들이 많이 매장되어 있다.
북쪽 기슭으로는 백두산청년선철도가 통과한다.