Az összesen 1800 km2-t kitevő terület nagy része Pest megyéhez tartozik. A Pilis a Visegrádi hegységgel együtt a Dunántúli-Középhegység legészakibb része. Északon és keleten a Duna, délnyugaton a Pilisvörösvári-völgy határolja. A Pomázi Dera-patak és a szentléleki Cserepes-völgy két részre osztja a területet.

Délnyugatra terül el a Pilis, legmagasabb pontja a Pilis-tető, északkeletre a Visegrádi-hegység, legmagasabb pontja Dobogókő. A törés nyomvonala nemcsak földrajzi határ, hanem földtani szempontból is két eltérő részre osztja a területet. Tőle délnyugatra a Dunántúli-Középhegységre jellemző, zömében a földtörténeti középkorból származó üledékes kőzetek találhatók, míg északkeletre a rétegek lesüllyedtek.

A Pilis legidősebb képződménye a sötétbarna bitumenes mészkő és fölötte a szintén sötétszínű bitumenes dolomit.

A triász időszakban a hegység állandóan emelkedett, a jurában pedig már majdnem szárazulattá vált. Szárazföldi viszonyok jellemzik a harmadidőszak elejét, az eocént is. Az alsó-eocén vége felé azonban a hegység egy része süllyedni kezdett, és a mélyebb térszinteken mocsaras területek alakultak ki. Ekkor keletkezett a hegység legfontosabb képződménye, a barnakőszén (Dorog, Tokod, Pilisszentiván). Jellegzetes megjelenési formáit a nagyarányú és a gyorsan bekövetkező tektonikai változások idézték elő.

A törések mentén féloldalasán kiemelt mészkő- és dolomitrögök árkokra tekintenek. A meredek és sziklás hegyoldalakat csak néhol borítja erdő, jellegzetesek a kopár mészkő- és dolomitlejtők. A Pilis hegység - főként a déli részen - általában vízszegény vidék, így a patakok az év nagy részében csaknem teljesen kiszáradnak, medrük csupán a nagy esőzések idején telik meg. Kedvezőbb a helyzet a hegyvidék északi részén, ahol az esővíz patakokba összegyűlve folyik a Dunába. A legjelentékenyebb patakvölgyek: a Bitóci-völgy, a Miklós-deák-völgy, a Malom-patak völgye, amelyek Pilismarót határában érnek le a Dunához.

Források a hegyvidék minden részén találhatók. Legtöbbjük az északi lávavidéken fakad. A hegyvidék középső része is gazdag forrásokban. A Maróti-hegyekben, Esztergom-Pilismarót-Pilisszentlélek három- szögében található pl. a Fűrész-kút, Pásztor-kút, Szalay-kút, Kádár-kút, Aranka-forrás, Csurgó-kút, a Barát-kút és a Hideg-forrás. A Szentendre-Visegrádi háromszögben, az andezitláva területén viszonylag kevés a forrás. Ezek közül megyénk területén a Lepence-völgyben a Jancsi- és Juliska-forrásokat, végül a Prédikálószék-Keserűs-csoportban a Király-kutat és a Szőke-forrást találjuk.

Hazánk legnevezetesebb, legszebb tájai között tartjuk számon a Duna-kanyart. A folyam Dömös és Visegrád között 7-8 km hosszan, patkó alakban hömpölyög a magas sziklafalak között. A környező andezit hegyvidék felépítése arra enged következtetni, hogy az egykor összefüggő hegygerinc évmilliókkal ezelőtt kettéhasadt, az így támadt hasadékban az elvonuló víztömeg folytathatta útját. Más feltételezések szerint nem hasadásról van szó, hanem a mai Börzsöny és Visegrádi-hegység közötti legalacsonyabb nyergen törte át magát az Ős-Duna, majd évmilliók alatt mélyen bevágódott.

A Pilis növényvilága igen változatos. Az egyes fajok elterjedésében lényeges különbség van a Pilis mészkővonulata és a Visegrádi-hegység andezitcsoportja között. Mészkővonulatán a Dunántúli-Középhegységre jellemző molyhos tölgy, bükk, virágos kőris alkotta karszterdő itt éri el elterjedésének keleti határát. Az Északi-középhegység nyúlfark-füves bükköseinek nyugati előfordulása Pilisszentlélek felett, a Fekete-kőnél lelhető fel. Jelentős területeket borít a sajmeggyes karszt-bokorerdő. Jellemző lágyszárú növénye a magyar bogáncs és husáng. A tölgyek mindenfelé megtalálhatók, a hegyoldalakon éppenúgy, mint a Duna mellékén. Négy fajtája ismeretes: a kocsányos, a kocsánytalan, a molyhos és csertölgy. A tölgyek között többnyire bükk, gyertyán, szil, hárs és juhar él. Visegrád környékén gyakori az évszázadokkal ezelőtt telepített gesztenyeerdő is.

A gyertyános-tölgyesek és bükkösök kialakulása a völgyek alján is jellegzetes, ahol a hűvösebb, párás mikroklímának köszönhetik létüket. A mészkőtörmeléken kialakult bükk, hegyi juhar, kőris, olykor nagylevelű hárserdő aljnövényzetének jellegzetessége a holdviola és egyes páfrányok. A kisebb nagyobb sziklákat, köveket vastag mohapárnák borítják. A bükkösök többnyire a magasabb helyeket, így a Pilis-tető egyes részeit kedvelik.

Az erdőkben otthonos a kakukk, harkály, veresbegy, fülemile, erdei-pinty és még számos énekesmadár, gyakori a muflon, az őz, a szarvas és a vaddisznó. A Pilisi Tájvédelmi Körzet Komárom-Esztergom megyében Dömös, Esztergom, Kesztölc, Pilismarót és Pilisszentlélek közigazgatási területén fekszik. A tájvédelmi körzet forrásai közül legjelentősebbek a Pilismaróthoz tartozó Kádár-, Aranka-, Pásztor- kút- és Hoffman-forrás, továbbá a pilisszentléleki Szent László- és Mexikói-forrás.