La cordillera de la Costa es una de las cuatro «macroformas» de relieve principales de la geografía de Chile que se desarrollan en sentido norte-sur. Se caracteriza por ser una formación geológica de las costas del norte, centro y sur de Chile. Se extiende por una longitud de 3000 km y está formada por una sucesión de lomas y montes redondeados por la erosión cuya mayor cumbre sobrepasa los 3000 m s. n. m., separando la depresión intermedia de las planicies litorales.
Esta cordillera es más baja que la cordillera de los Andes pues tiene un origen geológico mucho más antiguo. Comienza en la Región de Arica y Parinacota, y termina en la península de Taitao, en la Región de Aysén, donde se interna en el océano Pacífico. Si bien este cordón montañoso está cortado por numerosos ríos que nacen en la cordillera de los Andes, no desaparece como tal hasta que termina la cordillera de Nahuelbuta, alrededor de los 38°30' S, continuando luego intermitentemente en las cordilleras del Mahuidanche, Pelada, del Sarao, del Piuchén y Pirulil, en la Isla Grande de Chiloé. Al sur de esta isla, solo emergen las cumbres de lo que fue la cordillera en las islas del archipiélago de los Chonos. El punto más estrecho entre la cordillera de la Costa y la cordillera de los Andes es la Angostura de Paine, que separa las regiones Metropolitana y de O'Higgins.
Tanto por su aspecto como por su estructura geomorfológica, la cordillera de la Costa se puede subdividir en tres zonas:
La cordillera de la Costa nace en la Región de Arica y Parinacota, en el cerro Camaraca (949 m), que se encuentra a unos 20 kilómetros al sur de Arica. Se presenta como un acantilado amurallado que cae directamente al mar desde una altura aproximada de 300 metros, rasgo que solo se ve interrumpido por el desagüe de algunas quebradas, como Azapa, Vítor y Camarones. En esta zona, se caracteriza por la presencia de bloques dislocados como consecuencia de fallas geológicas (el denominado sistema de fallas de Atacama) y movimientos basculares que han originado depresiones o cuencas en su interior, denominadas salares. Se compone tanto de sedimentación marina, como de rocas efusivas (como porfiritas) e intrusivas (principalmente diorita), conformándose como una cadena abrupta de cerca de 50 km de ancho y alturas normalmente superiores a los 500 m, de apariencia árida. Al sur del río Loa y hasta la mitad norte de la Región de Atacama, se caracteriza por su mayor continuidad, como un macizo de alturas entre los 1000 y los 3000 metros. Al interior de Antofagasta, las mayores alturas corresponden al cerro Colupo, de 2293 metros, al suroriente de Tocopilla, y al cerro Armazones, de 3064 metros ubicado en la sierra Vicuña Mackenna.
Esta zona comprende desde la mitad sur de la Región de Atacama hasta el límite norte de la Región del Biobío. A diferencia de la zona norte, este sector de la cordillera de la Costa se compone de areniscas y pizarras de carácter continental que datan del Mesozoico; sobre ellas se superponen porfiritas, dioritas y rocas metamórficas. Su configuración es irregular en la parte meridional de esta zona por la existencia de cordones transversales que se desprenden de la cordillera de los Andes hasta entrar en contacto con las planicies litorales. Luego, en el sector occidental del valle del Aconcagua en la Región de Valparaíso, reaparece alta y bien conformada a unos 35 a 40 km del litoral, denominándose cordillera del Melón, destacándose los cerros Chache, El Roble y La Campana. Esta cadena, junto a los Altos de Chicauma y Lipangue, dan forma a la cuenca de Santiago por el oeste. Al sur del río Maipo, la cordillera desciende su altitud, rara vez alcanzando los 1000 m, con la excepción de los Altos de Cantillana, y los cerros Talamí y Poqui. Más al sur destacan algunas cumbres como los cerros Pangalillo (1193 m, al norte de San Fernando), Cañetén (900 m, al sur de Peralillo), El Rangil (716 m, al oeste de Curicó), Guachos (819 m, cerca de Talca), Name (810 m, al norte de Cauquenes) y Gupo (858 m, al sur-oeste de San Javier). El resto de las sierras apenas alcanzan los 600 m, por lo que la cordillera se asemeja más a una planicie con suaves colinas, que originan cuencas y valles: entre los ríos Maule e Itata da origen a las cuencas de Cauquenes y Quirihue, las cuales presentan especiales condiciones microclimáticas.
A partir del río Biobío, la cordillera está constituida casi exclusivamente de rocas metamórficas paleozoicas y/o precámbricas. Adquiere importancia en la cordillera de Nahuelbuta, de 150 km de extensión, que supera los 1000 m de altura en cerros como Alto Nahuelbuta, Alto de la Cueva y Lanalhue. Sin embargo, al sur del río Imperial, el macizo vuelve a perder altura. Ya en la Región de Los Ríos, la cordillera se presenta baja y ondulada, denominándose cordillera del Mahuidanche, descendiendo en altura hacia el sur hasta ser interrumpida por el río Valdivia. Desde aquí al sur, con los nombres de cordillera Pelada y cordillera del Sarao, se presenta un poco más robusta, ejerciendo un importante efecto de biombo climático sobre las localidades de la depresión intermedia. Tras hundirse en el canal de Chacao, reaparece en la Isla Grande de Chiloé como la cordillera del Piuchén y la cordillera Pirulil. Termina nuevamente hundida en el golfo de Corcovado, como una franja desmembrada en la que solo sus mayores alturas aparecen en forma de islas y archipiélagos, como los de las Guaitecas y de los Chonos. Su punto cúlmine es el cerro Tres Montes (762 m), en la península de Taitao.
De norte a sur, las principales cumbres de la cordillera de la Costa son:
En varias regiones de Chile, esta cordillera recibe nombres locales, que son de norte a sur:
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