比利牛斯山脉的气候类型在南北坡呈现出显著差异。北坡属于温带海洋性气候，年降雨量丰沛，大约在1500至2000毫米之间，这里生长着茂密的山毛榉和针叶林。与此相反，南坡的气候类型则是亚热带夏干型，年降水量较少，大约在500至750毫米，植被以地中海类型的硬叶常绿林和灌木为主，如美丽的冰川林和灌木林。
山脉扮演了重要的水文角色，它是法国阿杜尔河、加龙河（属于大西洋水系）和西班牙埃布罗河（属于地中海水系）的分水岭。河流的水文特征受季节影响明显，春季因融雪而形成洪水期，冬季和夏季则是枯水期。大西洋水系的河流由于全年降水均匀，水位变化相对较小；而地中海水系的河流则因冬季降水多、夏季少，水位季节性差异较大。
气候和植被在比利牛斯山脉中随着海拔高度的升高而呈现明显的垂直变化。在南坡，海拔400米以下及山麓，冬季气温较低，约在－6至2℃，气候干燥，植物以典型的地中海型为主，如石生栎、油橄榄和栓皮栎等。随着海拔上升至400至1300米，气温降至－6至－13℃，降水增多，落叶林和其他阔叶林在此区域繁茂。再往上，1300至1700米，冬季气温进一步下降，降水量丰富，山毛榉和冷杉混交林占据了主导。海拔1700至2300米，高山针叶松林带占据主导，气温大约在－16至－20℃。2300米以上是高山草甸，而雪线以上2800米左右，冰雪覆盖层稳定存在。
比利牛斯山脉（西班牙语作Pirineos，加泰隆语作Pireneus。) 欧洲西南部山脉。法国与西班牙两国界山。东起地中海海岸，西止大西洋比斯开湾畔，全长约430公里(270哩）；宽度东端仅10公里(6哩)，而中部约129公里(80哩)。