Am Rande des Thüringer Beckens erhebt sich das Kyffhäusergebirge. Sein höchster Gipfel, der Kulpenberg, ragt 477 m aus der fruchtbaren Lössebene empor. Um das Gebirge rankt sich die Legende, dass in einer der Höhlen der Stauferkaiser Friedrich Barbarossa schlafen soll. Seit dem 12. Jh. befand sich auf dem Nordkamm die mächtige Reichsburg Kyffhausen. Einige Mauern sowie der 176 m tiefe Brunnen sind erhalten, der Rest musste 1896 dem 81 m hohen Kyffhäuserdenkmal weichen. Es verherrlicht Kaiser Wilhelm I., dessen Reiterstandbild das monumentale Denkmal ziert.
Die Barbarossahöhle im Südwesten des Gebirges ist Europas größte erschlossene Gipshöhle mit hallenartigen Räumen und klaren Seen.