높이 1,219m. 태백산맥의 여맥인 중앙산맥(中央山脈) 중의 한 산으로 경사가 비교적 완만한 산이며, 지질은 편마암류(片麻岩類)로 구성되어 있다. 서쪽으로 약 17㎞ 지점에는 도립공원으로 지정된 청량산이 위치한다.
산정에는 동서로 두 봉우리가 있는데 동봉은 일자봉(日字峰)이라 하여 주봉이며, 서봉은 월자봉(月字峰, 1,170m)이라 한다. 남쪽 사면에는 낙동강의 지류인 반변천(半邊川)이 발원한다.
주민들이 신성시하는 일월산 중에는 귀한 약초가 많고 수도하는 사람들의 움집이 많은 것이 특색이며, 납·아연 등의 광산이 있어 현재 채굴 중에 있다. 유적으로는 조선 세조 때 남이장군이 토적(土賊) 아룡(亞龍)의 족당을 무찔렀던 것을 기념하기 위하여 건립한 남의포(南誼浦)와 봉감탑(鳳鑑塔)·석문입암(石門立巖) 등이 있다.
사찰로는 동쪽 사면에 용화사지(龍化寺址)가 있고, 서남쪽 사면에 천화사(天華寺)가 있다. 현재 산정에는 통신시설 등이 설치되어 있고, 도로가 개설되어 있다. 이 산을 일월산이라 하게 된 것은 동해가 눈아래 보이는 이 산정에서 동해의 일출과 월출을 가장 먼저 볼 수 있는 산이라는 뜻에서 연유했다는 설과, 옛날 산정에 천지(天池)가 있어서 그 모양이 해와 달 같다는 데서 이름하였다는 설이 있다.