Bílé Karpaty jsou součástí Vnějších Západních Karpat. Na jejich stavbě se podílejí 3 geotektonické celky: flyšové pásmo, bradlové pásmo a Vídeňská pánev. Dominantní zastoupení mají faciálně odlišné jednotky magurského flyše, ke kterému na Slovensku charakteristicky přistupuje bradlové pásmo. Oba celky se na jihozápadě území u Strážnice zasunují pod neogenní výplň Vídeňské pánve.
K vyvrásnění a vytvoření příkrovové stavby došlo na rozhraní paleogénu a neogénu. V samém závěru vrásnění se výrazně uplatnila zlomová tektonika. Erozně denudační procesy v průběhu vývoje pohoří rozčlenily Bílé Karpaty na soustavu plochých širokých hřbetů. Výrazným prvkem jsou hluboká údolí pravobřežních přítoků Váhu, která rozčlenila hřeben Bílých Karpat na jednotlivé horské skupiny.
Nadmořská výška (relativně velká členitost území s rozdílem 800 m) a rovněž poloha vzhledem k teplým úvalům se projevuje v příslušnosti ke klimatickým oblastem. Nejníže položené části v okolí Strážnice patří do oblasti teplé, nicméně většinu území lze řadit do mírně teplé oblasti. Pouze vrcholové partie Javořiny, Lopeníku, Javorníku či Holého vrchu se řadí do oblasti chladné.
Vodní toky na území Bílých Karpat patří do povodí Moravy a Váhu, na moravské straně jsou největšími z nich Velička, Olšava a Vlára. Pro režim průtoků je typická rozkolísanost průtoků s tendencí růstu směrem k jihu.
Půdní pokryv Bílých Karpat je značně homogenní. Nejčastějším půdním typem jsou hnědé půdy, jejichž živnost je závislá na substrátu a vodním režimu. Na vápnitém flyši se vyvinuly mezotrofní kambizemě, které přecházejí místy přecházejí v pelické kambisoly či pelosoly. Ve vrcholových polohách (zejména v severní části území a na Kopanicích) se pak vyskytují hnědé půdy oligotrofního charakteru. V údolních nivách vodních toků jsou zastoupeny nivní půdy. Výjimečnou enklávu tvoří černozemě v jihozápadní části území.
Fytogeograficky jde o neobyčejně pestrou oblast. Většina území spadá do fytogeografických okresů mezofytika (Bílé Karpaty lesní, Javorníky), přičemž se významně uplatňují teplomilné prvky. V původním vegetačním krytu převládaly smíšené doubravy a bučiny s enklávami suťových lesů (Javořina) a azonálními společenstvy v aluviálních polohách (převážně jasanové olšiny). Přehled původních společenstev zahrnoval ještě subxerofilní doubravy, vázané na nejteplejší lokality v okolí Strážnice. Jedle se vyskytovala přirozeně v lesních porostech severní části území, hranice jejího přirozeného rozšíření sahala přibližně po řeku Vláru. Působením člověka se vytvořila harmonická krajina s celou mozaikou ekosystémů, z nichž nejvěhlasnějšími jsou “bělokarpatské” orchidejové louky.