높이 2,522m. 개마고원의 중앙부, 함경산맥에 속하며 백두산(白頭山, 2,744m)·관모봉(冠帽峰, 2,541m)에 이어 한반도에서 세 번째로 높은 산이다. 북쪽의 백산(白山, 2,476m)과 남쪽의 북수산(北水山, 2,347m)에서 이름이 유래한다.
서쪽의 차일봉(遮日峰, 2,506m), 남쪽의 북수산과 연봉(連峰)을 이루면서 신흥군과 풍산군의 경계를 이룬다. 북수백산 일대는 2,000m 이상의 고봉들이 즐비하게 솟아 있어 웅장한 모습을 하고 있다. 산마루는 비교적 완만하고 그 능선이 북쪽과 서쪽으로 2㎞씩, 동쪽으로 3㎞ 정도 뻗어나가며 산자락과 사이에 3개의 평탄면이 나타난다.
산의 남쪽 계곡은 차일봉과의 사이에 험준한 협곡을 이루어 그 계류가 약수천(藥水川)에 합류하고, 약수천은 동북 방향으로 흘러 남쪽의 웅이천(熊耳川)과 함께 허천강(虛川江)으로 흘러든다. 북쪽 사면과 동쪽 사면의 경사는 가파른 데 비해, 남쪽 사면은 개간이 가능할 정도의 경사로 곳곳에서 소규모의 화전을 볼 수 있다.
이러한 곳에서는 짧은 생육 기간을 극복하기 위하여 감자·귀리·조·피·메밀 등 보통 철보다 빨리 나며 추위에 견디는 작물이 주종을 이룬다. 시생대 화강편마암을 기반으로 산악표백화산림갈색토, 산악표백토, 고산습지토 등이 분포하며 식물의 수직 분포가 명확하다. 해발 1,700m 아래는 잎갈나무, 분비나무, 가문비나무, 봇나무, 사스래나무, 황철나무 등이 혼합림을, 해발 2,300m 이상은 좀참꽃, 만병초, 사슴이끼 등이 고산습지를 이루고 있다. 북수백산은 산림자원이 풍부하여 주요 통나무산지의 하나이다.
여기서 벌채한 원목은 뗏목으로 운반한 뒤 단풍선(端豊線) 산업철도를 이용하여 길주·성진 등지에 운반, 제재·제지·펄프공업을 발달하게 하였다. 이 밖에 황지·대황·당귀·백작약·백지 등의 한약재 생산도 전국 제일이다. 이 산에서 서쪽으로 약 12㎞ 떨어진 신흥군 동상면 한대리의 사금광(砂金鑛)도 유명하다.