D'une longueur totale de 4 677 km, cette frontière est l'une des plus longues du monde. Elle débute à l'extrémité ouest de la Mongolie au tripoint occidental Chine - Mongolie - Russie (49° 10′ N, 87° 49′ E) avant de prendre une direction générale vers le sud-est, puis l'est et le nord-est.
Au niveau de l'extrémité orientale de la Mongolie, la frontière repart vers l'ouest, puis vers le nord avant de rejoindre le tripoint oriental Chine - Mongolie - Russie (49° 51′ N, 116° 41′ E).
Dans l'ouest, un seul point de passage est ouvert également aux touristes à pied ou en véhicule : Bulgan (Burenkhairkhan, Mongolie). La frontière est ouverte à 9h le matin et parfois plusieurs heures d'attente sont nécessaires pour la franchir.