Els orígens del Montsec es dibuixen en el seu perfil l i es conserven en la seva essència. Fa dos-cents milions d'anys, la serra del Montsec era una conca marina. El pas del temps i les forces de la natura empenyeren, plegaren i aixecaren els sediments i li configuraren el seu aspecte actual. Amb una alçada de 1.676 metres sobre el nivell del mar, el Montsec és l'herència més viva d'una terra on el pas del temps i la història s'expliquen a cada pas.
FLORA I VEGETACIÓ
El paisatge predominant és el de tipus mediterrani amb els obacs de caràcter submediterrani i, de forma molt localitzada, d'eurosiberià.
El carrascar (Quercetum rotundifoliae) i, molt més localitzat, l'alzinar litoral típic (Quercetum ilicis galloprovinciale) ocupen una gran part del territori. A les obagues, cal esmentar les rouredes de roure valencià (Violo-Quercetum fagineae), les de roure martinenc (Buxo-Quercetum pubescentis), els bosquetons de til·lers, els aurons, els servers (Poo-Tilietum platyphylli) i, en especial, la fageda (Buxo- Fagetum) acompanyada d'un conjunt de plantes centreeuropees, que troben en aquesta serra el seu límit més meridional del Prepirineu.
Entre les comunitats dels indrets especials, cal esmentar les oromediterrànies de les carenes (Ononidetalia striatae) i les rupícoles de les cingleres i parets rocoses (Asplenietea rupestria), on es refugien diverses plantes endèmiques com: Petrocoptis montsicciana, Aquilegia montsicciana, Brassíca repanda ssp. turbonensis var. montsicciana, Centaurea emigrantis, etc.
Altres comunitats vegetals exclusives del territori són: Teucrío-Thymetum fontqueri, Vicio-Geranietum sanguinei.
Quant a les plantes inferiors, cal assenyalar l'interès micològic d'algunes zones del Montsec.
FAUNA
La diversitat de paisatges permet la presència de nombrosos biòtops amb una gran riquesa faunística. La serra del Montsec presenta un poblament faunístic de gran interès, atesa la interacció entre els components mediterranis, predominants, i els eurosiberians. Aquest caràcter de transició i el fet de constituir el límit meridional de distribució per a moltes espècies pirinenques, com el tritó pirinenc (Euproctus asper) i la gralla de bec groc (Pyrrhocorax graculus), o el límit septentrional per a d'altres, com el còlit negre (Oenanthe leucura), determinen la composició de biocenosis singulars.
En aquestes contrades conviuen, per exemple, espècies de característiques tant diferents com la fagina (Genetta genetta), de caràcter mediterrani, i la marta (Martes martes), de caràcter eurosiberià. Les comunitats de predadors (carnívors i rapinyaires) hi són molt ben representades. Per exemple, la llúdriga (Lutra lutra), la qual és present als dos rius que travessen aquest espai.
Cal assenyalar les comunitats higròfiles (canyissars) de l'embassament de Terradets, que són un important centre de nidificació i hivernada d'un gran nombre d'ocells aquàtics, com és el cas del corb marí gros (Phalacrocorax carbo). Pel que fa a la fauna ictiològica, hi és present una espècie molt interessant: el llop de riu (Noemacheilus barbatulus).
L'abundància de cingleres, que són el medi vital per a una valuosa fauna rupícola, i de coves i avencs permeten el desenvolupament d'una notable fauna cavernícola, en alguns casos ben singular a Catalunya. En especial, acull més de la meitat de les espècies catalanes de quiròpters, com el ratpenat de ferradura gros (Rhinolophus ferrumequinum) i el ratpenat de ferradura petit (Rhinolophus hipposideros); també constitueix una de les àrees d'hivernada més important a Catalunya del rat penat de cova (Miniopterus schrebersi).
La fauna invertebrada és especialment rica en els biòtops cavernícoles i mostra una gran diversitat, amb nombroses espècies endèmiques: coleòpters cavernícoles del nucli prepirinenc del gènere Troglocharinus, lepidòpters rars i en perill d'extinció com Chemarina caligenaria, mol·luscs rars i endèmics com Moitessiera rollandiana, Xeroplexa ripacurcica montsicciana; miriàpodes, etc. Altres invertebrats protegits que hi ha al Montsec són el cranc de riu europeu (Austropotamobius pallipes), els cerambícids Cerambyx cerdo i Lucanus cervus i el lepidòpter Graellsia isabellae.
