Unica eccezione in Italia per monti situati fuori dalla cerchia Alpina, le montagne di questa regione si sono meritate l'appellativo di Alpi, per l'ardito aspetto che le differenzia dall'Appennino Settentrionale, dal quale differiscono anche per la struttura geo-litologica.
Infatti, sebbene la piccola catena di forma ellittica costituente le Alpi Apuane sia legata all'orogenesi appenninica, ne è geograficamente e strutturalmente indipendente. La catena Apuana, nei limiti suesposti (cioè tra la pianura costiera da un lato ed i corsi del Serchio e della Magra-Aulella dall'altro), costituisce anche dal punto di vista geologico un complesso a sé stante: rappresentato da un ellissoide allungato da N.O. a S.E., nel quale attorno ad un nucleo centrale formato da rocce antiche sono disposte le formazioni via più recenti. Dunque all'interno del sistema orografico Appenninico la formazione Apuana spicca anche per una sua marcata individualità geologica, che ha impresso a queste montagne quell’ aspetto così diverso dalle altre circostanti. E' sufficiente uno sguardo d'insieme (magari dal mare) per coglierne il paesaggio tipico, che, astraendo da quello più collinare periferico, risulta caratterizzato da un colore delle cime più chiaro (talora roseo dove predominano i calcari dolomitici), da affioramenti rocciosi sparsi ovunque (spesso già a 4-500 m. di quota), da nude pareti ricoperte al più dal "paleo" (erba graminacea assai diffusa), da estesi versanti scoscesi, da valli strette e profonde, dalle forme decise di quasi tutte le vette anche le meno elevate. Il complesso geologico delle Apuane è costituito da materiali rocciosi formatesi per sedimentazione in ambiente marino e per successiva profonda azione di metamorfosi, e rappresentati principalmente dai calcari e loro composti. Ciò ha creato quel tipico aspetto tormentato ed aspro: dove i versanti a strapiombo, le vallate profonde di forma marcatamente a "v" e le pareti scoscese di nuda roccia caratterizzano l'ambiente montano rendendolo ancora più spettacolare per l'estrema vicinanza con il mare.
Differentemente la retrostante fascia dell'Appennino si contrappone per un susseguirsi di cime dalla morfologia più omogenea, che non presentano il divario di altezza e di aspetto esistente tra quelle della precedente catena. Anche dal punto di vista tettonico, l'area Apuana costituisce un vero nucleo a se, detto infatti: "autoctono metamorfico"; mentre tutto intorno affiorano unità tettoniche alloctone: sia provenienti dallo stesso bacino marino di sedimentazione, come le scaglie parautoctone e la falda toscana, sia provenienti da un bacino di sedimentazione situato più ad ovest, come il complesso Ligure. Il nucleo metamorfico delle Apuane è identificabile come complesso geologico autonomo ed originale anche grazie al fatto che costituisce quella che viene definita: "finestra tettonica", cioè: in poche decine di chilometri è possibile trovare racchiusi i resti di tre distinte serie stratigrafiche, tettonicamente sovrapposte, attraverso le quali l'erosione ha aperto una ampia finestra che rende possibile, come in un modello didattico, una completa lettura della loro storia nei tempi geologici. A questo proposito un altro aspetto, straordinario e scientificamente interessante delle Apuane, è rappresentato dai diffusi e potenti fenomeni di carsismo: che hanno dato luogo ad antri ipogei e grotte maestose, spesso lunghe decine di chilometri come il caso dell’Antro del Monte Corchia, oppure abitate fin dai tempi preistorici come nel caso delle Grotte di Equi e di Tenerano, oppure ancora dagli scenari fantastici come nel caso delle Grotte del Vento presso Arni.
Le sovrapposizioni tra queste unità tettoniche sono, tra l'altro, la causa principale della genesi dell'ampio bacino marmifero, costituito da una potente "lente" continua che supera in più punti i 400 m. di spessore, ed ha una estensione di 10 Km. per 20 Km., con affioramenti a giorno su circa un quarto dell'area. L'esistenza, infatti, di questo singolare bacino (unico nel mondo per caratteristiche e dimensioni) si deve al fatto che i cospicui depositi di calcari, in alcune zone particolarmente puri, sono stati schiacciati per alcuni milioni di anni da coltri di altri materiali sospinti da bacini marini contermini ed aventi spessori di diversi chilometri; in tali condizioni gli innalzamenti di pressione e di temperatura sono stati tali da trasformare i primitivi calcari in marmi saccaroidi di qualità fisico-estetiche purissime. Per queste caratteristiche l’ uomo da millenni ha iniziato ad apprezzare i marmi apuani e conseguentemente ne ha intrapreso l’ escavazione: già in epoca romana, in questi luoghi, si è iniziato a cavare alcuni tra i più celebri ed usati marmi del mondo, e la circostanza ha contribuito in maniera determinante alla configurazione di un ambiente straordinario; qui la mano dell’uomo, con un’attività secolare praticamente mai interrotta, ha rimodellato intere porzioni della superficie terrestre. Scultori, architetti, artisti e studiosi di ogni genere che conoscono o che conobbero questo scenario, senza distinzione di epoca, di nazionalità, di indirizzo o di scuola, sono unanimi nell'esaltarne la suprema, stupefacente bellezza. Nel caso delle Apuane infatti, il marmo rappresenta dal punto di vista antropico il principale aspetto culturale ed economico, e dal punto di vista naturalistico la più peculiare caratteristica geologica- morfologica. Il marmo, e le attività estrattive ad esso connesse, caratterizzano fortemente questo gruppo montuoso, e sono uno dei principali fattori che lo hanno reso noto in tutto il mondo. La regione delle Alpi Apuane presenta un popolamento vegetale di notevole rilievo e un’importanza, universalmente riconosciuto. La varietà dei climi, le differenze altitudinali e la particolare posizione geografica -posta tra l’area mediterranea e quella medioeuropea- hanno favorito la ricchezza floristica e vegetazionale della zona. Nonostante l’estensione limitata della catena, elevato è il numero di specie endemiche, relitte e rare, tra l’altro segnalate nell’elenco floristico della Società Botanica Internazionale. La diversa morfologia e le variabili condizioni climatiche hanno determinato, inoltre, il susseguirsi di diverse fasce vegetazionali. Sulle colline, soprattutto quelle calcaree del versante marittimo, si estende, fino a circa 300 m. di quota, il fitto intrico della macchia mediterranea con leccio dominante (quercus ilex), ed in cui sono diffuse altre specie sclerofille sempreverdi tipiche della vegetazione costiera. Sulla roccia silicea collinare e premontana, invece, fino a 600 - 700 m. di quota, prevalgono gli areali del pinomarittimo (pinus pinaster), in cenosi con sottobosco ancora caratterizzato da piante ed arbusti della macchia mediterranea. Nella fascia superiore, che va da una altitudine minima di 400 m. ad una massima di 800 m., laddove il suolo è prevalentemente calcareo trovano diffusione i boschi di querceto-carpineti (ostrya carpinifoglia - quercus pubescens - fraxinus ornus), che sporadicamente si possono spingere fino a quote oltre i 1000 m., soprattutto sul versante marino, e possono essere caratterizzati dalla presenza sporadica di boschi d’acero (acer opalus - acer campestre). A corona superiore di questa fascia si trovano, soprattutto sulle pendici più fresche e nei versanti più interni, i boschi di cerreto-carpineto caratterizzati dalla presenza costante del cerro (quercus cerris), misto ora al carpino nero (ostrya carpinifoglia), ora al carpino bianco (carpinus betulus), ora all’acero (acer opalus - acer campestre) o al frassino (fraxinus ornus), o ancora a svariati arbusti ed alberelli tipici delle aree montane, o più raramente alla betulla (betulus alba). Nella fascia da 400 m. fino a 1000 m. di altitudine, specialmente sui terreni silicei, ha vasta diffusione il bosco di castagno, favorito nei secoli passati dalla coltivazione e dalla piantumazione operata dall’uomo. Tra gli 800-900 m. e i 1600-1700 m. di quota si incontra, sia su terreni silicei che calcarei, ma soprattutto nei versanti esposti a nord, la faggeta (fagus sylvatica) accompagnata dal tipico sottobosco d’alta quota. In questa fascia è possibile anche trovare boschi isolati di conifere (per lo più di rimboschimento), e stazioni sporadiche o relitte di tasso (taxus baccata). Al di sopra della faggeta troviamo la fascia delle praterie pseudoalpine, i pascoli cacuminali e le brughiere di graminacee, e, frammentata agli affioramenti calcarei, la fascia della vegetazione ipsofila, nella quale sono presenti le specie botaniche più rare ed interessanti delle Apuane. Per quanto riguarda la fauna delle Apuane l’interesse deriva soprattutto dalla tipologia delle associazioni di animali presenti, in relazione alla peculiare evoluzione dell’ambiente e delle sue attuali caratteristiche di habitat naturale sensibilmente soggetto alla pressione antropica. La fauna locale non annovera più i grandi mammiferi di un passato relativamente recente (orso, lupo, lince, cervo, ecc.), dei quali peraltro restano interessanti testimonianze nelle tracce degli insediamenti rupestri. Oggi degni di nota restano soltanto alcune specie di chirotteri, che vivono nelle profondità delle grotte, e tra i roditori, come la piccola arvicola delle nevi (microtus nirvalis): relitto faunistico delle ere glaciali. Particolarmente interessante è però l’avifauna della regione, che annovera alcune specie rare come: il gracchio corallino (pyrrhocorax pyrrhocorax), localizzato solo su alcune cime nella zona tra il Monte Corchia e il Monte Sumbra, l’aquila reale (aquila chrysaetos), presente nel settore settentrionale della catena e particolarmente nella zona compresa tra Equi Il Pizzo d’Uccello ed il Pisanino, nonché la pernice rossa (alectoris rufa), la rondine montana (hirundo rupestris), il sordone (prunella collaris), il picchio muraiolo (tichodroma muraria). Infine anche l’erpetofauna mostra emergenze di tutto rilievo, quali la salamandra dagli occhiali (salamandrina terdigitata), il geotritone (hydromantes italicus), ed il tritone delle Apuane (triturus alpestris apuanus). Tra gli invertebrati spiccano ancora le specie endemiche tipiche delle grotte e delle cavità apuane, quali il crostaceo spelaenethes mancinii, il miriapode glomeris ligurica apuana, l’aracnide ischyropsalis apuanus, l’insetto nebria apuana, ed un coleottero appartenente al genere duvalius.
Dal punto di vista amministrativo, il comprensorio Apuano risulta attualmente diviso fra le province di: Lucca, per la maggior parte, Massa-Carrara per una parte pure importante, Pisa per la piccola estremità meridionale collinosa e di pianura, e la Spezia per l'opposta estremità nord-occidentale, pure essa di piccola estensione e per lo più collinare; includendo al suo interno ben 31 comuni (di cui 9 gli appartengono completamente e 22 si estendono in diverse misure anche al di là dei suoi limiti naturali): ciascuno con realtà territoriali, culturali, storiche e sociali specifiche ed originali. Il punto più alto, compreso nel territorio del Parco delle Alpi Apuane, è costituito dalla vetta del monte Pisanino 1948 m.s.l.m.
Il Parco Naturale delle Alpi Apuane ha una superficie complessiva di 54.327 ettari ripartita tra le provincie di Lucca e Massa Carrara.