Per molti anni il complesso montuoso del Massicico del Pellegrino è stato considerato come la propaggine sud-occidentale del più possente ed esteso Massiccio del Pollino dal quale lo divide il Piano di Campotenese e l'alta valle del Coscile. Il complesso montuoso viene definito inopportunamente anche col nome di Monti di Orsomarso, in relazione alla località posta al centro del massiccio. La natura geologica del Massiccio del Pellegrino è essenzialmente calcarea e le formazioni dominanti sono quelle dei calcari triassici, all'interno delle quali spiccano le cosiddette dolomie, presenti nella valle del fiume Lao e nel gruppo montuoso della Montea. Solo alcune zone del versante occidentale presentano arenarie, argille e marne eoceniche. Tali caratteristiche detreminano su buona parte del Massicico del Pellegrino frequenti fenomeni carsici, in particolare nella Valle del Lao dove si trova l'antica e famosa Grotta del Romito, interessata da frequentazioni del Paleolitico. Anche l'alta valle del fiume Argentino presenta fenomeni carsici di rilievo come la Grotta del Frassaneto.
Dal punto di vista orografico il Massiccio del Pellegrino offre caratteri molto dissimili tra loro in quanto ad ambiente e paesaggi. A nord-ovest il gruppo del Monte Ciagola, alto 1462 metri, è composto da altri modesti rilievi caratterizzati da ampie cime prive di vegetazione, solo sparutamente macchiate da fitti boschi. Il gruppo è dominato dalla bellissima Valle del Lao, vero gioiello d'acqua e roccia incastonato tra splendide pendici montane e levigate pareti calcaree preservato dalla omonima Riserva Naturale. Al centro dell'area settenrionale del Massiccio del Pellegrino, si trova il gruppo del Monte Palanuda, alto 1632 metri. Le varie cime che non superano mai i 1300 metri di altitudine, gravitano attorno alla valle del fiume Argentino, vera gola fluviale avvolta in un oscuro intrico di vegetazione e da valloni scoscesi, anch'essa protetta dall'omonima Riserva Naturale. Al centro si erge l'imponente Cozzo del Pellegrino, che con i suoi 1987 metri di altitudine è la cima più alta dell'intero massiccio montuoso. Insieme alle altre cime del gruppo omonimo come il Monte La Calvia di 1910 metri, il Cozzo di Valle Scura di 1824 metri e la Serra Paratizzi di 1795 metri, formano tutti insieme un anfiteatro naturale attorno alla suggestiva e boscosa valle dell'Abatemarco. Più a sud il gruppo montuoso del Monte La Mula, alto 1935 metri, racchiude il pianoro de Il Campo. L'ultimo gruppo del Massiccio del Pellegrino è quello della Montea, alpestre e spettacolare complesso il cui crinale si snoda ad s per 3 km circa in un fantastico susseguirsi di guglie e pareti verticali ammantati da alti alberi di conifere. Di quest'ultimo gruppo montuoso fanno parte il Monte La Caccia di 1744 metri, il Monte Petricelle di 1758 metri ed altri rilievi minori ricchi di valloni dirupati che si tuffano a valle sin dalle linee di cresta.
Considerato tra le ultime aree di Wilderness d'Europa, cioè di natura selvaggia, i monti del Massiccio del Pellegrino, chiusi tra la zona costiera tirrenica ad ovest, e la valle del Crati ad oriente, sono rimasti dimenticati dall'uomo fino al secolo scorso. Considerati propaggine terminale dell'appennino, sono stati inseriti nell'area del vasto Parco Nazionale del Pollino e erroneamente denominati Monti di Orsomarso, mentre invece sono diverse le località che gravitano attorno a questi monti selvaggi e ombrosi e che traggono vantaggi in termini turistici, tra cui ricordiamo i centri di Verbicaro e Papasidero, per cui la denominazione Monti di Orsomarso appare in effetti riduttiva. La vegetazione tipica del Massiccio del Pellegrino è simile al contiguo gruppo montuoso del Pollino, dove fitti querceti di leccio e rovere dominano le bassure, mentre il pino loricato e pino nero dominano le alture, con buona presenza dell'abete bianco.