Na obszarze najciekawszej i najcenniejszej pod względem przyrodniczym środkowej część Pienin domki utworzono dwa Parki Narodowe – Pieniński Park Narodowy po stronie polskiej i Pieninský národný park (PIENAP) po stronie słowackiej. W Małych Pieninach istnieje kilka rezerwatów przyrody. Negatywne skutki na wrażliwy ekosystem Pienin może wywrzeć wybudowana zapora wodna w Niedzicy.

Pod względem klimatycznym Pieniny wyraźnie odróżniają się od sąsiednich pasm górskich. Charakteryzują się stosunkowo łagodnym klimatem. Ze względu na urozmaiconą rzeźbę terenu zaznaczają się wyraźne różnice w mikroklimacie poszczególnych części pasma, co ma swoje odzwierciedlenie w różnorodności flory i fauny. Stoki północne i doliny potoków są chłodniejsze i bardziej wilgotne,natomiast południowe ściany skalne mają klimat wyjątkowo ciepły i suchy.
Cały obszar noclegi Pienin położony jest w zasiegu tzw. cienia opadowego i charakteryzują go stosunkowo niskie sumy średnie oraz mała liczba dni z opadem.