Budowa geologiczna Beskidy Orawskie zbudowane są z fliszu karpackiego. Charakterystyczne dla tego typu gór jest powstawanie osuwisk oraz schronów i jaskiń. Osuwiska występują np. na zachodnich stokach przełęczy Bory Orawskie. Na południowych stokach Małej Babiej Góry jest jaskinia Złota Studnia. Występują też źródła wód mineralnych, najbardziej znanym z nich jest Słona Woda w Orawskiej Półgórze.
Przyroda Góry Beskidów Orawskich w większości porośnięte są lasami. Bezleśne, zajęte przez pola i zabudowania miejscowości Orawy są jedynie doliny rzek i potoków. Większa część obszaru wchodzi w skład Obszaru Chronionego Krajobrazu „Górna Orawa” (Chránená Krajinná Oblast „Horná Orava), który jest odpowiednikiem Żywieckiego Parku Krajobrazowego na polskiej stronie. Charakterystyczną cechą Beskidów Orawskich jest występowanie w dolinach torfowisk i młak. Na najbardziej cennych przyrodniczo obszarach utworzono rezerwaty przyrody: Babia hora – rezerwat na południowych stokach Babiej Góry i Małej Babiej Góry (na wysokości powyżej 1200 m), przylegający do Babiogórskiego Parku Narodowego Beňadovské rašelinisko – torfowisko w okolicach wsi Benedyków (Beňadovo) Hviezdoslavova aleja – świerkowa aleja u podnóży Babiej Góry Jelešňa – rezerwat na potoku Jelešňa uchodzącym do Jeziora Orawskiego.