Seppur punteggiato dai segni della città che incombe, il paesaggio della riserva è quello tipico della Campagna Romana, in cui vaste aree pianeggianti, occupate prevalentemente da coltivi e prati-pascoli, si alternano a colline e piccole valli laterali ricoperte, sui versanti più ripidi, da formazioni boschive. Il fondovalle del Fosso della Magliana, nella parte tra la via della Pisana e la foce, è insolitamente ampio rispetto alle altre valli dell'Agro.
Tutta l'area che va dal Fosso della Magliana fino a Ponte Galeria, da alcuni decenni è stata oggetto di scavi per l'estrazione della "breccia", impiegata per il cemento dell'edilizia romana.
Passeggiando sulla collina di Corviale si possono notare con estrema facilità affioramenti di sabbia, più fine di quella delle spiagge, a testimonianza dei mutamenti geologici avvenuti.
In questa porzione di territorio, infatti, è possibile osservare le ultime fasi dell'evoluzione geologica della città di Roma. Nelle aree collinari, al di sotto dei depositi vulcanici, comparsi nel corso delle fasi eruttive esplosive del complesso vulcanico Sabatino (600.000-300.000 anni fa circa), si osservano sedimenti sabbiosi e ghiaiosi di origine fluviale che si alternano a depositi limo-argillosi e sabbiosi. Indicano la presenza di antichi fiumi e laghi alternati ad antiche spiagge marine. Al piede del sistema collinare si estendono le pianure alluvionali del Fosso della Magliana e del Fosso Galeria. Questa articolata morfologia è il frutto dei processi di erosione e deposizione che si sono succeduti negli ultimi 18.000 anni alla fine della glaciazione wurmiana.
Il mosaico vegetale della riserva è composto da aree forestali (il 18%), aree agricole (il 56 %) e arbusteti a macchia mediterranea. Tra le specie arboree di rilievo figura la pseudosughera (Quercus crenata), ibrido tra cerro e sughera, presente con alcuni esemplari di grandi dimensioni nella sughereta dei Massimi, gli unici oggi individuati in tutta l'area romana.
La sughereta della Pisana è il bosco più fitto ed esteso di tutta la città (40 ettari). Interessante anche il Bosco Somaini, trenta ettari di cerreta mista a sughere e macchia mediterranea nella quale compare anche il corbezzolo, che ricoprono alcuni tratti di campagna tra la Magliana e la Pisana, a cavallo della via Portuense. Il nome deriva dalla proprietà che fino alla fine degli anni '60 gestiva l'azienda agricola omonima. Il bosco è ricco di piccoli invasi e sorgenti.
Nella riserva, oltre il fosso della Magliana (affluente del Tevere), sono presenti raccolte d'acqua superficiale naturali ed artificiali di modesta estensione con vegetazione a canne (Phragmites australis e Typha sp.), salici e pioppi. Tra le specie floristiche, belle le fioriture del narciso tazzetta e del gladiolo.
La fauna dell'area rispecchia quella tipica dei sistemi agricoli adiacenti: tra i roditori troviamo il topo selvatico; tra gli uccelli il barbagianni e il picchio rosso maggiore e tra i rapaci il gheppio ed il nibbio bruno . Nel Bosco Somaini è segnalato anche il tasso, mammifero di media taglia la cui presenza è nota nelle immediate vicinanze dell'area (Arrone, Castel di Guido, Litorale a nord di Roma) ma assai meno frequentemente nelle vicinanze della città. Alcuni indizi (impronte, escrementi, tane) provano la presenza di questo animale elusivo e difficile da osservare per il suo comportamento. Altri animali di notevole interesse, vista la posizione della riserva, sono istrice, volpe, moscardino, nibbio bruno , gruccione.
Le piccole zone umide della riserva offrono l'habitat a specie quali i rospi comune e smeraldino, la rana verde e la raganella italiana, tritoni crestati e punteggiati.
