Wetterstein ligger mellem Bayerische Voralpen i nord, Karwendel i øst, Stubaier Alperne i syd og Lechtaler Alperne i vest. Grænserne følger floden Loisach fra Ehrwald i vest til Garmisch-Partenkirchen i nord. I øst dannes grænsen af Isardalen og Seefeld-plateauet. Mod syd når de til  Oberinntal  og til Gurgltal og Fernpasset i vest.  Dale og anden inddeling På østsiden af bjergkæden ligger Leutaschdalen, som har vejforbindelse til Mittenwald i nord, Seefeld i øst og Oberinntal i syd. Gaistal, som er en  sidedal af Leutaschdalen, deler bjergkæden i den egentlige Wetterstein i nord og Mieming-kæden (Mieminger Kette) i syd. Sidstnævnte betragtes af nogle som en selvsteændig bjergkæde, og ikke som en del af Wetterstein.