O Parque Natural da Arrábida fica a dever o seu nome à principal unidade geomorfológica de toda a área, a designada cordilheira da Arrábida, constituída por três eixos diferentes: o primeiro composto por pequenas elevações nos arredores de Sesimbra, pelas Serras do Risco e da Arrábida e pelas colinas existentes entre o Outão e Setúbal; o segundo é formado pelas Serras de S. Luís e dos Gaiteiros e o terceiro formado pelas Serras do Louro e de São Francisco.

A orientação da cordilheira é ENE-OSO (orientação alpina) apresentando um comprimento de cerca de 35 km e uma largura média de 6 km. A altitude máxima é de 501 metros no anticlinal do Formosinho.

A Norte da Cordilheira estende-se uma vasta área de planície que apresenta a sua maior largura junto ao limite oeste do Parque estreitando-se progressivamente à medida que se caminha para Este, onde junto a Palmela chega a ser praticamente inexistente.

A cadeia montanhosa da Arrábida, bem como a área de planície que a circunscreve, tem uma grande diversidade de solos devido à multivariada constituição dos materiais rochosos que constituem a rocha mãe que está na origem dos mesmos. A grande maioria dos solos é de origem sedimentar aparecendo no entanto, especialmente na região de Sesimbra algumas intrusões eruptivas. Todo o modelado hoje visível na Arrábida depende não só de aspectos ligados à tectónica e à erosão mas também daqueles que se prendem com a geologia da área constituída em grande parte por rochas calcárias e dolomíticas ou detríticas.

O litoral é bastante rochoso, recortado por pequenas baías com praias de areia branca e geralmente encimadas por escarpas que apresentam alturas consideráveis e por vezes mesmo inclinações negativas.

Como é característica das regiões cuja geologia é predominantemente constituída por calcário, a hidrografia apresenta aspectos específicos desse tipo de constituição, tais como a não perenidade e exiguidade dos cursos de água.

Os principais cursos de água no Parque Natural da Arrábida localizam-se na sua maioria na parte Este, entre Setúbal, Palmela e o vale dos Picheleiros. Destacam-se as Ribeiras da Comenda e da Ajuda, na Comenda; a Ribeira da Melra no vale da Rasca a Ribeira de Alcube em Alcube, a Ribeira de Corva no Vale dos Barris e parte da Ribeira do Livramento, junto à baixa de Palmela. O coberto vegetal de uma região está sempre dependente de factores ligados à conjugação do tipo de solo com o tipo de clima. É fácil perceber, então, que a vegetação da região da Arrábida é muito diversificada, o que se prende com a já mencionada diversidade de solos.

No que diz respeito ao clima, a Arrábida apresenta acentuadas características mediterrânicas, traduzindo-se este em duas estações extremas:

- o Verão quente e seco chegando a atingir temperaturas com valores aproximados às temperaturas das regiões tropicais, com períodos de seca prolongados que se podem estender por vários meses ou anos;

- o Inverno frio geralmente húmido. Estas são intercaladas com duas estações intermédias, o Outono e a Primavera. A proximidade do mar, no caso o Oceano, é um factor climático de relevante importância dando à região maiores humidades e consequentemente uma maior amenidade nas temperaturas ao longo do ano. Pode-se deste modo afirmar que há uma influência atlântica sobre a tipicidade mediterrânica que se vai exercer essencialmente ao nível da diminuição da amplitude térmica e do aumento da humidade atmosférica, situação que ocorre desde os meados do Outono até meados da Primavera. A orientação e consequente exposição do relevo vai também de uma forma bem vincada exercer em conjunto com o que foi anteriormente dito, uma acção amenizadora no tipo de clima da região.

Finalmente no que respeita aos factores climáticos é, e com base em dados obtidos no posto meteorológico de Setúbal, importante mencionar a insolação que nesta região tem duas fases, uma de luminosidade crescente (Janeiro a Agosto) e outra de luminosidade decrescente (Setembro a Dezembro) e que como facilmente se pode concluir exerce grande influência ao nível da vegetação.