Marmara Bölgesi'nin Trakya kesiminde yer alan sıradağlardır. Yıldız Dağları Bulgaristan'ın güneydoğusundan başlar, Trakya'nın kuzeyinden, kuzeybatı-güneydoğu doğrultusunda uzanır. Türkiye sınırları içindeki uzunluğu yaklaşık 154 km'dir.

Yıldız Dağları'nın en yüksek kesimleri Demirköy ile Kırklareli arasındaki Mahya Dağı'dır. Yıldız Dağları çeşitli akarsularla yarılır. Kuzey bölümünde olan ırmakları Karadeniz'e, güneyde olan ırmakları da Ergene'ye ulaşır. Yıldız Dağları'nın bu kesiminde, dağların kuzey yamaçları olduğu gibi ormanlarla kaplıdır. Güney yamaçlarındaysa kurakçıl orman bitkileri vardır. Kuzey yamaçlarında nüfus ve yerleşim miktarı az olduğundan ormanlar yıpranmamıştır. Ayrıca iklim açısından da her iki yamaç farklılık gösterir. Kuzey yamaçları daha çok yağış alırken güney yamaçları daha az yağış alır. Ulaşım dağ eteklerinin dolanmasıyla oluşur.