Хребет Чернышева простирается на 120 км и разделяет долину реки Тында (бассейн Амура), реки Ольдой и реки Нюкжа (бассейн Олекмы).
Наивысшая точка хребта, гора Лукинда, расположена на высоте 1572 м. Гребни имеют валообразные и уплощенные формы, хребет сложен кристаллическими сланцами и гранитами. Ландшафт составляют кедровый стланик (заросли) и, ниже, горная тайга.
Назван хребет в честь Феодосия Николаевича Чернышева - знаменитого русского геолога.