Pergunungan Altai (AFA: /ɑːlˈtaɪ/; Bahasa Altai: Алтай туулар Altay tuular; Bahasa Mongolia: Алтайн нуруу Altain nuruu) ialah banjaran di Asia Tengah dan Timur, dan di situ, sempadan Rusia, Negara China, Mongolia dan Kazakhstan bersentuhan, dan merupakan sumber untuk Sungai Irtysh dan Ob. "Altai" bermakna "Gunung Emas" dalam Bahasa Mongolia.
Kawasan di utara ialah Pergunungan Sailughem, juga dikenali sebagai Kolyvan Altai yang berterusan ke timur laut dari 49° U dan 86° T hingga hujung barat Pergunungan Sayan di 51° 60' U dan 89° T. Kawasan ini dipenuhi dengan tasik besar, seperti Uvs di 720 m dari aras laut, serta Khyargas, Dorgon dan Khar di 1170 m dari aras laut dan diselubungi pelbagai banjaran, dan banjaran utamanya ialah Pergunungan Tannu-Ola yang berterusan hampir selari dengan Pergunungan Sayan sehingga Kosso-gol di timur dan pergunungan Khan Khökhii yang juga berterusan dari barat dan timur. Cerun barat laut dan utara Pergunungan Sailughem sangat curam dan susah dicapai. Beberapa penara di altitud rendah juga dikenali oleh ahli geografi, misalnya Lembah Katun bermula sebagai gaung di cerun barat daya Beluka, kemudian, selepas lengkung besar, ada sungai yang menembusi Alps Katun dan memasuki lembah yang lebih luas pada aras ketinggian 600 m ke 1100 m, dan berterusan sehingga muncul semula dari tanah tinggi Altai dan seterusnya bergabung dengan Sungai Biya.
Pergunungan Altai menempatkan pelbagai jenis fauna, kerana terdapat habitat yang berlainan seperti steppe, taiga utara dan tumbuh-tumbuhan alpain. Cerun curam merupakan habitat untuk ibex Siberia (Capra sibirica), manakala argali (Ovis ammon) yang lebih jarang dijumpai boleh didapati di cerun yang lebih sederhana. Sehingga kurun ke-20, harimau Kaspian (Panthera tigris virgata) dijumpai di bahagian selatan pergunungan Altai, iaitu Tasik Zaisan dan Irtysh Hitam. Bison Eropah dijumpai di pergunungan Altai sehingga Zaman Gelap, mungkin juga sehingga kurun ke-18.
Pergunungan Altai mengalami iklim stabil secara berkekalan dan tidak banyak berubah sejak zaman air batu sebelumnya.[1] Pergunungan Altai merupakan kawasan hominid cabang Denisovan yang berkaitan dengan Neanderthal dan Homo Sapiens yang berasal daripada hominid yang sampai ke Asia lebih awal daripada manusia moden. Seekor haiwan yang menyerupai anjing dari 33000 tahun dahulu dijumpai di Gua Razboinichya. Pergunungan Altai dikenalipasti sebagai asal-usul misteri budaya yang dipanggil sebagai "Fenomena Seima-Turbino" yang berlaku pada Zaman Gangsa pada awal abad ke-2 SM dan mengakibatkan migrasi besar-besaran dari kawasan ini ke kawasan terpencil lain di Eropah dan Asia.
Kawasan seluas 16178 km2 yang merangkumi Kawasan Terpelihara Altai dan Katun, Tasik Teletskoye, Gunung Belukha dan Penara Ukok tergolong dalam Tapak Warisan Dunia UNESCO semula jadi, dan tempat ini dipanggil sebagai Pergunungan Emas Altai. Pelanggaran status perlindungan kambing biri-biri Argali dan spesies lain telah dilapor, bersama-sama dengan pendakwaan rasuah, seperti dalam Skandal Altaigate. Seperti dalam kenyataan UNESCO, "kawasan ini mempunyai turutan lengkap zon tumbuh-tumbuhan pada setiap altitud di Siberia tengah, dari steppe, steppe-hutan, hutan bercampur, tumbuhan subalpain sehingga tumbuhan alpain". Semasa membuat keputusan ini, UNESCO juga menekankan kepentingan pemeliharaan mamalia yang terancam di dunia, seperti harimau bintang salji dan Altai argali.
Altai Siberia mewakili kawasan paling utara yang dipengaruhi oleh pertembungan tektonik India ke Asia. Sistem sesar besar melalui kawasan ini, termasuk zon sesar Kurai dan zon sesar Tashanta yang baru-baru ini telah dikenalpasti. Sistem sesar sebegini merupakan jenis sesar thrust atau strike-slip kanan, yang merupakan antara sistem yang aktif dari segi tektonik. Walaupun gempa bumi biasanya jarang berlaku, pada 27 September 2003, 1 gempa bumi besar berukuran 7.3 pada skala magnitud momen berlaku di kawasan lembangan Chuya di selatan kawasan Altai.