Заповедник называется «двойным», потому что состоит из двух участков: на юге Пицундского полуострова и на вершинах Мюссерской возвышенности. Климат влажный субтропический: мягкая тёплая зима и жаркое лето. Площадь заповедника - 3770 гектаров, из них 3553 гектара занимают леса; остальная территория - поляны, лужайки, пляжи, горные ущелья и каменные россыпи.
Охрана территории усиливалась поэтапно из‑за вырубок пицундской сосны: в 1885 рощу объявили заповедной, в 1910 признали памятником природы, в 1926 создан Пицундский сосновый заповедник, в 1966 оформлен Пицундо‑Мюссерский заповедник в границах, близких к современным.