Pagal reljefo pobūdį Pamyras dalijamas į Rytų Pamyrą, kuriam būdingas senovinis vidutinkalnių reljefas su lygesniu paviršiumi, ir Vakarų Pamyrą su aukštais kalnagūbriais, atskirtais gilių slėnių. Kalnai susidarė kainozojaus periode, Eurazijos, Irano ir Indijos Australijos plokščių sandūroje. Į Pamyrą sueina Tian Šanio, Kunluno, Karakorumo ir Hindukušo kalnų grandinės. Didelis seisminis aktyvumas (žemės drebėjimai siekia 8–9 balų pagal Richterio skalę galingumą). Yra kalnų krištolo, retųjų metalų, gyvsidabrio telkiniai.
Klimatas rūstus, ryškiai kontinentinis. Vidutinė sausio mėnesio temperatūra Rytų Pamyre (3600 m aukštyje) -18 °C, liepos mėnesio 14 °C. Vakarų Pamyre (2100 m aukštyje) sausio vidutinė temperatūra svyruoja apie -7 °C, liepos 22 d.°C. Vakarų Pamyro slėniuose per metus iškrenta 90–250 mm kritulių, Rytų Pamyro – 60–120 mm. 7500 km² Pamyro apledėję, iš viso yra apie 3000 ledynų (didžiausias – Fedčenkos).
Dauguma Pamyro upių priklauso Amudarjos baseinui. Svarbiausia upė – Piandžas. Yra nemaži Karakulio, Šorkulio, Sarezo, Zorkulio, Jašilkulio ežerai. Landšaftų pasiskirstymą nulemia aukštis ir kritulių kiekis. Rytų Pamyrui būdingos šaltos aukštikalnių dykumos ir akmenynai. Vakarų Pamyro slėniuose daugiausia dykumos, aukščiau 3600 m pasitaiko sausųjų stepių, o virš 4500 m – daugiausia kalnų dykumos ir akmenynai. Slėniuose yra medžių – krūmų (ievų, beržų, arčių). Drėkinamuose slėniuose – kultūrinė augalija (vynuogės, šilkmedžiai, graikiniai riešutai, kriaušės).[1]
1964 m. Pamyro kalnuose, Šachdaros kalnagūbryje lietuvių ekspedicija (vadovas K. Monstvilas) įkopė ir lietuviškai pavadino 3 kalnus:
