Il parco naturale dei monti Aurunci vanta un territorio eterogeneo, compreso in una fascia altimetrica che va dalla pianura a circa 30 metri sul livello del mare fino alla quota di 1535 metri sul livello del mare del monte Petrella che si erge a poca distanza dalla costa. La catena dei monti Aurunci possiede un misterioso fascino, segnando la conclusione del più importante sistema montuoso del preappennino laziale, di cui fanno parte anche i monti Lepini e i monti Ausoni. Gli Aurunci hanno la particolarità di essere l'unica catena montuosa laziale ad affacciarsi direttamente sul mare Tirreno con vette che superano i 1.500 metri. Dalle cime più elevate della catena montuosa si possono scorgere le isole ponziane, il promontorio del Circeo, la valle del Liri, i monti del Matese e i monti dell'Appennino abruzzese.
L'eterogeneo paesaggio del parco costituisce l'ambiente ideale per diverse specie animali. In primavera, i prati, i boschi e le aree coltivate sono animati da una moltitudine di insetti, tra cui due specie di lepidotteri, la bianconera italiana e la mnemosine, farfalle comuni sui versanti di monte Altino e monte Revole. Tra i coleotteri è presente la bella rosalia alpina.
Il settore meridionale del parco è crocevia delle importanti rotte migratrici primaverili e rappresenta un punto di sosta per molti uccelli migratori, come il rigogolo, il cuculo e le rondini. Tra gli uccelli notturni ci sono l'usignolo e il succiacapre, ma anche rapaci come la civetta, il gufo e il barbagianni, l'assiolo e l'allocco. Diversi sono i rapaci diurni come il falco pellegrino e la poiana che nidificano preferibilmente sui versanti scoscesi di monte Sant'Angelo e monte Fammera. Una recentissima ricerca ha censito la presenza come nidificanti di sette specie di rapaci diurni e cinque di rapaci notturni.
Oltre all'avifauna il territorio del parco è abitato da piccoli rettili come la lucertola comune e il ramarro e da serpenti innocui e alleati dell'uomo nel controllo naturale dei roditori di cui i più comuni sono il biacco e il cervone. Più difficile da avvistare è la vipera che utilizza il suo veleno solo per cacciare le prede o per difendersi dall'attacco di qualche predatore.
Frequente è l'incontro con i mammiferi che di notte osano avvicinarsi ai centri abitati come la faina, la volpe e il misterioso gatto selvatico, che all'alba tornano nel folto degli intricati boschi come quello della foresta demaniale di Sant'Arcangelo. Nei boschi di monte Ruazzo e monte Faggeto si annidano piccoli roditori come il moscardino e il ghiro. Non sono rari i tassi, i cinghiali e le lepri, mentre negli ultimi anni si è constatato il ritorno di alcuni esemplari di lupo, affascinante animale da tempo scomparso dai monti Aurunci.
Le notti sugli Aurunci sono il luogo ideale per avvistare le 21 specie di chirotteri, di cui alcune molto rare. Infine, per scoprire i piccoli anfibi che popolano il territorio del parco basta avvicinarsi alle sorgenti di Acquaviva, Fontana di Canale, ma anche ai pozzi di Sant'Onofrio o di Vallevona dove sono stati ricreati gli habitat ideali per la riproduzione di tritoni, salamandrine dagli occhiali e rospi. In tutto, gli anfibi censiti appartengono a nove specie.
Il territorio del parco racchiude una grande varietà di ambienti, ciascuno caratterizzato da un particolare tipo di vegetazione. Faggete sono presenti sulla vetta del monte Faggeto e sui versanti settentrionali del monte Putrella o a Fossa del Lago dove si può ammirare uno degli esemplari più maestosi di faggio del parco.
Nel sottobosco si possono apprezzare l'agrifoglio e la dafne della faggeta. Il pianoro di valle Gaetana è caratterizzata da colonnari alberi di cerro e piante di mele e pere di dimensioni considerevoli. I castagni accolgono il visitatore all'inizio di Campo di Venza, mentre i boschi di roverella, con il sottobosco arricchito dall'endemica olivella, fanno da cornice al pianoro di Sant'Onofrio e a quello di valle Vona. Le forti radici del carpino nero stabilizzano, invece, i versanti con elevate pendenze come quello di monte Appiolo, mentre quelle del leccio affondano nel suolo sassoso di monte Tuonaco. Leccete e ostrieti hanno ormai l'aspetto di una boscaglia dal momento che da secoli sono soggette alla pratica della ceduazione.
Il primato in biodiversità spetta ai boschi misti di querce e aceri che ammantano i versanti di monte Le Pezze e monte Trina: con il susseguirsi delle stagioni è possibile osservare piante diverse: dai primi di marzo si susseguono l'elleboro puzzolente e il bucaneve, l'anemone e lo zafferano maggiore, il ciclamino primaverile e la violetta.
Distese di prati ricoprono i grandi pianori carsici di Campello, Polleca e La Valle, dove si incontrano piante particolarissime come il giunco o la rara peonia maschio. Lungo l'Appia Antica e nella zona della foresta demaniale di Sant'Arcangelo ci si potrà immergere tra i cespugli della macchia mediterranea tra cui spiccano le ginestre e l'albero di giuda e i fiori di mirto. Violette e orchidee crescono sui prati sassosi di monte Sant'Angelo, monte Ruazzo e monte Altino. Di grande effetto sono le fioriture primaverili della valeriana che tingono di rosa le grigie pareti del monte Fammera e la valle del Rio Polleca. Intensi sono i profumi che emanano, in giugno, le garighe a salvia ed elicriso che ricoprono i versanti pietrosi di monte Forte e monte Strampaduro. Il patrimonio floristico del parco si arricchisce di oltre 50 specie di orchidee, tra cui l'appariscente serapide cuoriforme e l'orchidea maggiore, l'uomo nudo e la ballerina, cosiddette per le loro forme bizzarre, oppure l'Ophrys bombyliflora che imita nei colori un insetto.
I monti Aurunci, insieme ai monti Lepini e ai monti Ausoni, costituiscono la porzione sud-occidentale della piattaforma carbonatica "Laziale-Abruzzese", una struttura geologica che si estende per circa 1.230 kmq con le medesime caratteristiche litologiche e morfologiche. L'assetto geologico attuale di questo territorio è il risultato di una lunga serie di eventi che si sviluppano lungo un arco temporale di 150 milioni di anni, dal Giurassico al Paleocene. L'uniformità degli Aurunci è interrotta dalla valle dell'Ausente che smembra il corpo centrale dando origine all'estrema propaggine orientale di tutto il gruppo montuoso costituita dai rilievi di monte Maio (910 m.). I monti Aurunci si presentano come dorsali e profondi valloni che formano una sorta di altopiano dal quale emergono numerose vette in posizione dominante sulla costa tirrenica con versanti che scendono bruscamente verso Formia, Spigno Saturnia ed Ausonia e degradano morbidamente verso Pontecorvo, Pico, Lenola e Fondi. Geologicamente di natura carbonatica, il territorio presenta per tutta la sua estensione importanti morfologie legate alla presenza di fenomeni carsici, come doline, anche di grandi dimensioni, cavità e grotte di elevato valore ambientale. Nell'insieme il paesaggio ha forme morbide, degradanti verso sud e sud-ovest ed è articolato in dorsali allungate, separate da aree depresse e incisioni fluviali più o meno incassate.
