La Pernía forma parte del Parque Natural Montaña Palentina (anteriormente denominado Parque Natural de Fuentes Carrionas y Fuente Cobre – Montaña Palentina), un espacio natural protegido de una enorme calidad ambiental y paisajística, que se extiende a lo largo de 78.360 Ha, por las montañas y valles de las cabeceras de los ríos Carrión y Pisuerga, en el norte de la provincia de Palencia y en la vertiente sur de la Cordillera Cantábrica.
En el sector del Parque Natural en que se ubica La Pernía, predominan los bosques caducifolios de roble albar y haya, entremezclados con zonas de prados y peñas, y rodeados de altas montañas, con cumbres de más de 2000 m de altitud, como Cuchillón (2174 m), Pico Tres Mares (2171 m) o Peña Labra (2028 m).
La flora del Parque Natural, y en concreto de La Pernía, destaca por su diversidad y por la presencia de especies endémicas amenazadas, como la Viborera azul de Piedrasluengas (Echium cantabricum) o la Androsace cantabrica. La fauna se muestra igualmente abundante y diversa, con especies características como la mariposa apolo, el pico mediano, el águila real, el buitre leonado, el rebeco, el gato montés, el desmán ibérico o la presencia del emblemático oso pardo.
La geología es otro de los grandes valores naturales de este espacio protegido, con una gran diversidad de materiales geológicos y un rico legado paleontológico, principalmente del periodo Carbonífero. Destaca la existencia de macizos kársticos como el de la Cueva del Cobre, singulares formaciones geológicas como el Ribero Pintado, o huellas del glaciarismo en las zonas más elevadas.
