Южно-Муйский хребет расположен в юго-западной части Байкало-Становой области. Протянулся с запада на вотоск почти на 400 км от Баргузинской котловины до верховьев реки
Чара. В восточной части достигает наибольшей ширины 80 км. С севера хребет ограничивает Муйская котловина, с юга
Баунтовская котловина, с востока реки Бамбуйка и
Витим.