마천령산맥의 남부에 위치하며, 고개의 높이는 해발 709m이다.
영(嶺)이 높아 구름과 맞닿은 것 같다 하여 마천령이라 한다. 일명 이판령(伊板嶺)이라고도 하는데, 이판이란 여진어로 ‘소’를 의미한다. 영 아래쪽에 사는 한 농부가 송아지를 산 너머에 있는 마을에 팔았는데 어미소가 송아지를 찾아 영을 넘어가자 주인이 어미소의 발자국을 따라 영 너머로 소를 찾아 나섰는데, 소가 처음으로 길을 낸 영이라 하여 이판령(伊板嶺)이라 하였다는 전설이 전해온다.
서쪽 비탈면에서는 단천북대천이, 남쪽 비탈면에서는 마곡천(摩谷川)이 발원된다.
영마루 주변에는 신갈나무, 박달나무, 잎갈나무들이, 그 아래에는 소나무가 무성하게 자라고 있다. 마천령은 보호림으로 되어 있다.
주요 기반암은 하부 원생대의 각섬암, 대리암, 화강암이다. 마천령은 해발고도가 그리 높지 않으나 비고가 높고 고개 양쪽으로 굴곡이 심한 급경사를 이룬다.
예로부터 마천령은 함경남북도 간의 교통로로, 마천령산맥의 교통장애를 해소시켜 주는 중요한 구실을 하고 있다. 남서쪽의 함경남도 단천과 동쪽의 함경북도 김책을 연결하는 원산∼우암 간의 1급 도로가 통과한다.