Relatívna výšková členitosť je v centrálnej časti pohoria 311 – 470 m, na obvode 181 – 310 m. Geomorfologicky delíme Biele Karpaty na podcelky: a) Žalostinú, b) Javorinu, c) Lopeník s časťou Beštiny, d) Kobylináč, e) Zubák s časťami Zubáca brázda, Hladký vrch, f) Bošácke bradlá, g) Vršatské bradlá s podčasťami: Vysoké Vršatce, Podvršatská brázda, Vršatské predhorie, h) Sučianska vrchovina s podčasťou Sučianska kotlina.
Biele Karpaty patria do mierne teplej klimatickej oblasti, vrcholová časť do chladnej oblasti. Priemerné júlové teploty na najvyšších vrcholoch dosahujú až 16°C, priemerné januárové klesajú na -4,5°C. Priemerný ročný úhrn zrážok dosahuje 900 mm. Predhorie je teplejšie, s priemerným júlovými teplotami 17 – 18°C a s januárovými až –3,5°C, s priemerným ročným úhrnom zrážok 700 – 800 mm. Väčšia časť územia patrí do povodia Váhu. Najväčším vážskym prítokom je Vlára, ktorá prenikla spätnou eróziou do Vizovických vrchov, kde sa pirátstvom zmocnila časť vôd, odtekajúcich predtým do Moravy. Ďalším prítokom Váhu je Biela voda, Klanečnica, Bošáčka a i. Juhozápadná časť pohoria patrí do povodia Moravy. Väčšími prítokmi sú Chvojnica a Myjava. Prietoky sú počas roka pre plytký obeh podzemných vôd nevyrovnané, najväčšie sú v jarných mesiacoch. Pramene sú málo výdatné, výskyt minerálnych vôd je nepatrný. Na zvetralinách odolnejších pieskovcov prevládajú piesčito-hlinité až hlinito-piesčité pôdy na zvetralinách paleogénnych ílovcov a na druhohorných horninách bradlového pásma ílovito-hlinité pôdy. Z pôdnych typov sú rozšírené hlavne hnedé pôdy, v bradlovom pásme rendziny alebo pararendziny.
V prevažne lesnatých Bielych Karpát tvoria väčšiu časť lesy ostricovej a karpatskej bučiny s najzápadnejším výskytom karpatského endemitu zubačky žlaznatej. Na južných úbočiach sú aj nad 500 m n. m. dubovo-hrabové lesy s ostricou chlpatou, v severozápadnej časti pristupuje aj jedľa. Miestam, napr. na Javorine sú sutinové javorové lesy s mesačnicou trvácou a zvončekom širokolistým. Odlišnú vegetáciu má bradlové pásmo, kde sa končia xerotermné lesy duba plstnatého. Významné sú teplomilné a vápnomilné bučiny s ostrevkou vápnomilnou a smizom pestrým. Pôvodne je tu borovica lesná. Na skalkách v ostricových, kostravových a ostrevkových spoločenstvách sú i mnohé vzácne druhy, napr. kosatec dvojfarebný, trávolistý, černohlav ihlancovitý, kavyľ tenkolistý a i.
Živočíšstvo Bielych Karpát patrí zväčša do zóny listnatých lesov eurosibírskej podoblasti, čiastočne aj do stepnej zóny.