Skomplikowany problem budowy geologicznej Pienin kryje wiele nie rozwiązanych do dziś zagadek.  Ogólnie można powiedzieć, że Pieniny zbudowane są ze skał osadowych powstałych na dnie mórz zalewających obszar dzisiejszych Pienin w odległych epokach geologicznych. Najstarsze na terenie Pienin osady pochodzą z okresu triasowego, zaś główny ich trzon zbudowany jest z utworów jurajskich. Osady te uległy następnie w wyniku ruchów górotwórczych kolejnym sfałdowaniom i przesunięciom, tworząc tzw. płaszczowiny: dolną -czorsztyńską i górną – pienińską.

Kolejne narastanie osadów następnych mórz, wypiętrzenie płaszczowin i ich przesunięcie na skutek ruchów górotwórczych oraz trwające miliony lat procesy wietrzenia i erozji wodnej – oto główne czynniki kształtujące dzisiejszą rzeźbę Pienin.

W najmniej odpornych na działanie czynników niszczących wapieniach kredowych wyżłobione zostały przełęcze i doliny, natomiast panie zbudowane z twardych, odpornych na wietrzenie wapieni jurajskich ostały się erozji i tworzą dziś skaliste szczyty i tumie. Z takich właśnie twardych wapieni rogowcowych zbudowane są najbardziej charakterystyczne szczyty Pienin: Trzy Korony, Sokolica, Czertezik. Kontrastujące z nimi łagodniejsze formy, widoczne zwłaszcza w krajobrazie Pienin Spiskich i Małych Pienin, wyrzeźbione zostały w tzw. osłonie skalicowej lub fliszu karpackim, z którego zbudowane są sąsiadujące z Pieninami pasma Gorców, Beskidu Sądeckiego i Magury Spiskiej.

Osobliwością geologiczną regionu Pienin są tzw. intruzje andezytowe, tworzące jedyne na tym obszarze wzniesienia zbudowane ze skał wulkanicznych: Wdżar (767 m) nad przeł. Snozka oraz Bryjarkę (679 m) i Jarmutę (773 m) nad Szczawnicą.