Park położony jest w obrębie Wyżyny Częstochowskiej. W budowie geologicznej tej jednostki dominują utwory mezozoiczne - górnojurajskie wapienie skaliste, wapienie płytowe, margle i wapienie kredowe. Utwory te na przeważającej powierzchni przykryte zostały osadami czwartorzędowymi, głównie piaskami. Charakterystycznym elementem krajobrazu parku są: formy krasowe powstałe w wyniku erozji mezozoicznych warstw skalnych - malownicze wzgórza z ostańcami skalnymi, doliny krasowe i jary oraz system krasu podziemnego - liczne schroniska skalne i jaskinie. Największe nagromadzenie form krasu podziemnego występuje w rezerwacie Sokole Góry i w rejonie Olsztyna oraz w dolinie rzeki Wiercicy. Do najciekawszych obiektów jaskiniowych z bogatą szatą naciekową należą: Jaskinia Maurycego i Jaskinia Koralowa w Sokolich Górach oraz jaskinia Wiercica koło Złotego Potoku. Mniej wyrazistym, choć istotnym elementem krajobrazu jurajskiego są źródła krasowe, tzw. wywierzyska. Największe z nich to: Źródła Zygmunta i Elżbiety w Złotym Potoku, źródła Centurii w Hutkach-Kankach, źródła w Mstowie i Zdowie. Dużą osobliwością parku jest wielkopowierzchniowy obszar depozycji piasków rzecznolodowcowych, znajdujący się w jego południowej części. Odlesienie tego obszaru na początku wieku oraz zaburzenie stosunków hydrologicznych, na skutek działalności górniczej na sąsiednich terenach, doprowadziło do powstania największego obszaru pustynnego w Europie - Pustyni Błędowskiej.

Urozmaicona rzeźba terenu, różnorodność gleb i specyficzne warunki klimatyczne decydują o niezwykłym bogactwie świata roślin i zwierząt Parku Orlich Gniazd. Większość jego powierzchni zajmują lasy. Wzgórza porośnięte są głównie przez buczyny - żyzną buczynę sudecką, ciepłolubną buczynę storczykową, kwaśną buczynę niżową i rzadziej spotykaną - buczynę pomorską oraz przez wielogatunkowe lasy grądowe. W obniżeniach wypełnionych piaskami rozwijają się bory sosnowe, wśród których dominuje bór świeży. Na piaszczystych terenach bezleśnych, częstym zbiorowiskiem są murawy psammofilne. Występują one na obrzeżach lasów, miedzach, oraz - wtórnie - na nieużytkowanych, ubogich gruntach porolnych. Znaczne powierzchnie muraw psammofilnych spotkać można na Pustyni Błędowskiej. Niezalesione partie wzgórz wapiennych, użytkowane niegdyś pastersko, porastają kwieciste murawy kserotermiczne i zarośla z udziałem gatunków ciepłolubnych. W szczelinach i na półkach skalnych ostańców rozwijają się murawy naskalne.

Świat zwierząt jest niezwykle różnorodny i bogaty, choć nie do końca poznany, zwłaszcza fauna zwierząt bezkręgowych. Wśród bezkręgowców największą osobliwość stanowią reliktowe gatunki owadów jaskiniowych, w tym dwa podgatunki endemiczne chrząszczy - Choleva lederiana i Catops tristis infernus oraz reliktowe gatunki mięczaków (źródlarka karpacka) i pajęczaków (Ischyropsalis hellwigi i Paranemastoma quadripunctatum).

Duża liczba obiektów jaskiniowych, stanowiących dogodne miejsca godów oraz hibernakulum dla nietoperzy, sprzyja bogactwu chiropterofauny. Na terenie Jury stwierdzono występowanie 17 gatunków nietoperzy, w tym rzadkich w skali kraju - nocka Bechsteina, nocka łydkowłosego, nocka orzęsionego, podkowca małego.

Do szczególnie interesujących przedstawicieli herpetofauny parku należy, rzadki w skali kraju, gatunek węża - gniewosz plamisty.

Park Orlich Gniazd odznacza się także nagromadzeniem obiektów zabytkowych, wśród których najbardziej charakterystyczne są ruiny średniowiecznych zamków i strażnic obronnych, posadowionych na wyniosłych ostańcach skalnych.

Obszary i obiekty szczególnie interesujące krajobrazowo i cenne przyrodniczo objęto dodatkową ochroną. Na terenie parku istnieje 10 rezerwatów przyrody: Bukowa Kępa, Góra Zborów, Góra Chełm, Kaliszak, Parkowe, Ostrężnik, Ruskie Góry, Smoleń, Sokole Góry, Zielona Góra, jeden użytek ekologiczny - Góry Towarne, 4 pomniki przyrody nieożywionej (ostańce: Zawsie, Wypaleniec, Pośrednica i Smyl w gminie Pilica) oraz liczne drzewa i aleje - pomniki przyrody ożywionej.

Materiał strony opracowano 15 marca 2004 roku. Autor opracowania: R. Bula.