Il Pirin è il secondo gruppo montuoso della Bulgaria per altezza dopo il Rila (2 925 m) e il sesto in Europa dopo il Caucaso, le Alpi, la Sierra Nevada, i Pirenei, l'Etna e il Rila. Presenta un'area di 2 585 kmq e un'altezza media di 1.033 m s.l.m. Il Pirin è situato nella parte sudoccidentale della nazione tra i fiumi Strimone e Mesta, confinando con i monti del Rila a nord, ai quali è collegato tramite il passo Prede (1 142 m) e con il monte Slavjanka a sud attraverso il valico Parilska (1 170 m). La distanza fra questi due punti, situati rispettivamente a nordovest e a sudest, è di 60 km, mentre la larghezza massima del Pirin è di 40 km dalla città di Sandanski al villaggio di Obidim. Altre montagne in prossimità del Pirin sono Vlahina, Maleševo, Osogovo e Ogražden a ovest, e il gruppo dei Monti Rodopi a est.

Il Pirin è un massiccio calcareo che ebbe origine durante il Miocene e il Pliocene in seguito all'accumulo di depositi organici sui fondali marini; le successive glaciazioni, poi, ne modellarono definitivamente il profilo. Il Parco Nazionale si sviluppa da un'altitudine di circa 1000 metri fino ai 2914 metri del Monte Pirin (Vijren in lingua bulgara). 

Dal punto di vista geologico e geografico il Pirin è suddiviso in tre parti: un'area settentrionale, una centrale e una meridionale, che non sono però uguali in dimensioni e interesse.

Pirin settentrionale - è la parte più ampia della catena e quella più prettamente alpina. Comprende il 74% del territorio del Pirin e si estende per una lunghezza di 42 km da Predel a nord al valico Todorova Poljana (1 883 m) a sud. Il Pirin settentrionale è la zona più visitata e comprende diversi laghi, picchi e la vetta più alta, Vihren, oltre a rifugi e strutture turistiche. Essendo molto ampia, è a sua volta suddivisa in diversi settori: area di Mramor, parte settentrionale, parte meridionale, aree di Poležan, Kamenica, Sinanica e Debeli Rid.

Pirin centrale - si estende dal passo Todorova Poljana al valico Popovi Livadi. Rappresenta il settore territorialmente meno esteso (7%) e più corto, estendendosi solo per 7 km. La vetta principale è Oreljak (2 099 m), mentre le altre creste sono inferiori ai 2.000 m e ricoperte da foreste di alberi a foglie decidue.

Pirin meridionale - è la zona meno elevata del massiccio; la cima più alta è Sveštnik (1.975 m). Comprende il 17% del Pirin e si estende per 11 km. Ricco di boschi (conifere e alberi a foglie decidue), è la zona meno visitata da escursionisti e turisti.  

Il massiccio presenta due vette che superano i 2.900 m s.l.m., Vihren e Kutelo; sette oltre i 2.800 m; 17 sopra i 2.700 m; 32 sopra i 2.600 m e circa 40 sopra i 2.500 m. La cresta granitica più alta è Băšlijski Čukar (2.732 m).

Le 20 vette maggiori sono:

Vihren – 2914 m s.l.m.

Kutelo – 2908 m

Banski Suhodol – 2884 m

(Goljam) Poležan – 2851 m

Kamenica – 2822 m

Malăk Poležan – 2822 m

Bajuvi Dupki – 2820 m

Jalovarnika – 2763 m

Kajmakčal – 2763 m

Gazej – 2761 m

(Goljama) Todorka – 2746 m

Bănderiški Čukar – 2732 m

Džengal – 2730 m

Momin Dvor – 2723 m

Băšlijski Čukar – 2720 m

Bezimenen Vrăh – 2712 m

Malka Todorka – 2712 m

Čengelčal – 2709 m

Disilica – 2700 m

Kameniška Kukla – 2690 m  

Il Pirin è noto per la sua ricchezza d'acqua. Diversi fiumi hanno la propria origine nel massiccio e fanno parte dei bacini del fiume Strimone e del Mesta. I corsi d'acqua sono in media corti, piuttosto turbolenti e con pendenze molto forti, che danno origine a rapide. C'è una sola cascata notevole, la cascata Popinolaški, che presenta un salto di 12 m. Il valico principale rappresenta lo spartiacque fra i bacini idrografici dei due fiumi.

Fiumi e torrenti importanti che costituiscono gli affluenti del Mesta sono:

Iztok (orientale), che scorre lungo la valle di Razlog e ha molti tributari;

Pleška, che attraversa il villaggio di Dobrinište;

Bezbožka;

Retije, che ha origine dal lago Popovo;

i fiumi Kamenica, Breznica, Korpica.

Fiumi e torrenti importanti che costituiscono gli affluenti dello Strimone sono:

Vlačina che ha origine dal lago omonimo;

Sandanska Bistrica, che scorre lungo un'ampia valle, riceve molti tributari e scorre lungo Sandanski;

Melnika;

Pirinska Bistrica, che costituisce il confine tra Bulgaria e Grecia a sud.

Una delle caratteristiche più suggestive del paesaggio è la presenza di ben 176 laghi alpini dalle acque cristalline, chiamati occhi della montagna nella tradizione bulgara. Tutti hanno origini glaciali e sono situati nel fondo di spettacolari circhi circondati da dure rocce granitiche e picchi innevati.

Il lago più esteso è Popovo, che è anche il più profondo del Pirin. Altri specchi d'acqua suggestivi sono i laghi Banderiški, Valjaviški, Vasilaški, Vlahini, Kremenski, Samodivski e il lago Sinaniško; essi sono molto frequentati da turisti ed escursionisti. Il lago più esteso del Pirin rappresenta il quarto lago più grande della Bulgaria e il secondo più profondo. Il lago più alto del massiccio è inoltre quello situato ad una quota più elevata non solo della Bulgaria ma di tutti i Balcani.

I laghi più estesi e più importanti sono:

laghi Popovo 

laghi Kremenski 

laghi Bănderiški 

laghi Vasilaški 

laghi Valjaviški

laghi Čairski

laghi Vlahini

laghi Malokameniški 

laghi Prevalski 

laghi Bašliiski 

laghi Tipitski 

Ci sono poi diversi laghi che non fanno parte di gruppi: Sinaniško, Bezbožko, Dautovo e altri.

Sono presenti inoltre piccole aree glaciali (con ghiaccio che non scompare durante l'anno) nel Golemija Kazan (Grande Calderone) sotto i picchi Vihren (90x40 m) e Kamenica.  

Il Pirin presenta una flora e una fauna decisamente ricche. Fino a questo momento, sono state catalogate circa 1.300 piante vegetali, che rappresentano 1/3 di tutte le piante della Bulgaria e 320 specie di licheni. 

La vegetazione può essere classificata a seconda della quota in tre gruppi: la linea delle foreste, quella subalpina e quella alpina.

La linea delle foreste è caratterizzata soprattutto da boschi di conifere come il pino nero, il pino macedone, il pino silvestre, il pino loricato (o pino bosniaco), l'abete rosso, l'abete bulgaro e presenta un limite superiore ad una quota di circa 2.000 m.

Dai 2.000 m ai 2.500 m la zona subalpina è dominata dal pino mugo e dal ginepro, con dimensioni che decrescono con l'altitudine. La zona alpina è situata al di sopra dei 2.500 m, con rocce ricoperte da erbe, muschi, licheni e molte piante di mirtillo. L'albero più famoso del Pirin è il pino bosniaco di Baikušev, dal nome della guardia forestale che lo ha scoperto. L'albero ha più di 1.300 anni ed è il più antico della Bulgaria.

Sono inoltre presenti più di 2.000 specie di invertebrati (ragni insetti, chiocciole) e 250 specie di vertebrati. Questi ultimi comprendono 177 specie di uccelli, 45 di mammiferi e 6 di pesci. Molti di essi sono in pericolo e necessitano di particolare protezione, come l'aquila imperiale e il picchio tridattilo. Alcuni fra gli animali più comuni sono: il camoscio, l'orso bruno, il lupo, il capriolo, la volpe, l'aquila, il falcone, il gallo cedrone.

Allo scopo di proteggere l'area montana è stato creato nel 1962 il Parco nazionale del Vihren, che venne ampliato e rinominato Parco nazionale del Pirin nel 1975. Esso interessa un'area di 403,32 km², comprendendo foreste di pino macedone e bosniaco e diverse specie endemiche e rare. Ci sono inoltre riserve naturali speciali che costituiscono il 15% del territorio complessivo. Il Parco nazionale del Pirin è stato inserito fra i patrimoni mondiali dell'umanità UNESCO nel 1983.

Alcune specie vegetali del Pirin sono veri e propri "relitti glaciali", sono cioè elementi vegetali che hanno trovato rifugio qui durante le glaciazioni del Quaternario. È il caso dell'abete rosso, del tasso, dei mirtilli nero e rosso e del rarissimo pino di Macedonia dalla forma piramidale, che attualmente si trova soltanto in una stretta frangia della Grecia, della Macedonia, dell'Albania e della Bulgaria.

Queste estensioni forestali sono inoltre arricchite da 34 specie endemiche bulgare e 69 specie balcaniche particolarmente interessanti, tra cui le graminacee Festuca pirinica e Poa pirinica, una violetta, una particolare specie di papavero e le stelle alpine.

Le montagne del Parco sono da sempre un rifugio per alcuni animali di montagna, che riescono a trovare nel suo territorio incontaminato, tra nebbie e nevi, un habitat adeguato alle loro esigenze; come nel caso dell'orso bruno, del camoscio e dell'aquila reale. 

Questo rapace è molto sensibile alle alterazioni dell'habitat, per cui spesso è stato utilizzato come "indicatore biologico" della salute di un ambiente. Il massiccio del Pirin conferma la validità del test, ospitando il maggior numero di aquile reali di tutta la Bulgaria. 

È quasi superfluo sottolineare come questo Parco Nazionale, per interesse scientifico e bellezza dei paesaggi, rappresenti uno di quegli spazi naturali in cui un intero continente può ripercorrere le principali tappe della propria storia geologica, naturalistica e antropologica.