Z útvorov chočského príkrovu, ktorý je známy z iných oblastí Západných Karpát, je tu zastúpená len melafýrová séria a spodný trias, doložený skamenelinami. Severovýchodná časť Malých Karpát za neogénnou zníženinou Jablonica – Trstín je budovaná najmä strednotriasovými a vrchnotriasovými vápencami a dolomitmi so značným zastúpením svetlých vápencov. Na budovaní severovýchodnej časti Malých Karpát sa menšou mierou zúčastňuje vrchná krieda, paleogén a neogén. Neogénne sedimenty vypĺňajú tektonickú zníženinu medzi Jablonicou, Trstínom a Dobrou Vodou.
Výškové rozpätie pohoria je od 132 m n. m. Povrch Malých Karpát bol v miocéne a v staršom pliocéne plochý. Od stredu pliocénu sa pohorie zdvihlo ako hrasť, ktorá prebieha šikmo na smer starých alpínskych štruktúrnych línií. Na vrchole Malých Karpát a často aj na rázsochách sa pred oživenou a spiatočnou eróziou svahových tokov zachovali široké náhorné plošiny vo výškach okolo 350 až 550 m n. m. Z plošín vystupujú tvrdoše ako izolované vrchy a krátke hrebene z najpevnejších hornín. Geomorfologicky sa Malé Karpaty členia na 4 podcelky – Devínske Karpaty, Pezinské Karpaty, Brezovské Karpaty a naše Čachtické Karpaty. Čachtické Karpaty sa členia Plešivec a Nedze. Pás málo pevných bridlíc melafýrovej série znížil erózno-denudačné procesy, čím vznikla erózno-denudačná brázda. Čiastočne výberovou eróziu a denudáciu sa sformovali na neogénnej výplni priekopy. Silne zvetrané priepustné dolomity v skupine Veľkého Plešivca a inde sú rozbrázdené sieťou suchých dolín. Po odlesnení ich postihlo silné rozmývanie a dná dolín zanášanie dolomitnou drvinou. Na exponovaných hrebeňoch sú puklinové jaskyne a priepasti. Na plošinách sú miestami hojné krasové jamy, slepé doliny s ponormi, suché doliny a z nich vyčnievajúce zoškrapovatené hrebienky, skalné stupienky a izolované kopčeky. Pod niektorými vyvieračkami sa ukladá vo forme terás vápencový sinter. Malokarpatské potoky vynášali v ľadových dobách z dolín na úpätie mnoho štrku, piesku a kalov a uložili ich do pásu náplavových kužeľov. Stopy po činnosti vetra z toho obdobia možno vidieť vo forme šlifu na skalných na západ obrátených stenách kremencov.
Hlavný klimatický charakter Malých Karpát vyplýva z kolmej polohy na všeobecné severozápadné prúdenie v našej oblasti, ktoré vyvoláva po oboch stranách vrchov padavé vetry. Chrbát Malých Karpát usmerňuje aj prízemné prúdenie. Podľa klimatickej klasifikácie patria Malé Karpaty do mierne teplej klimatickej oblasti do 400 m n. m. na sever do okrsku mierne teplého, mierne vlhkého, vrchovinného a vo výškach od 450 m n. m. do okrsku mierne teplého, vlhkého, vrchovinného.