GEOLOGIA
A arriba fóssil constitui o elemento mais relevante da paisagem protegida, devido à excepcionalidade dos seus aspectos geomorfológicos e palenteológicos.
Encontra-se sujeita a uma permanente erosão provocada por factores naturais (chuva, vento) e antrópicos (pisoteio) que vão desagregando a sua morfologia atribuindo-lhe formas curiosas, caprichosamente talhadas, digna de contemplação.
A arriba fóssil insere-se na unidade morfoestrutural da Bacia Sedimentar do Tejo e Sado.
A referida unidade foi no início do Terciário uma vasta depressão tectónica, aberta às influências oceânicas, que progressivamente foi preenchida por estratos sedimentares sub-horizontais com enorme conteúdo fossilífero (gastrópodes, lamelibrânquios e peixes tropicais do Miocénico que indicam mares ou correntes quentes).
Os sedimentos tiveram origem nas sucessivas e alternadas transgressões e regressões marinhas, com uma idade de cerca de 15 milhões de anos (MA).
O símbolo da PPAFCC corresponde a uma vieira (concha), nome comum dado ao género Pecten da classe Lamellibranchiata (classe de moluscos que incluem todos aqueles que possuem conchas bivalves, como as amêijoas, ostras, mexilhões, etc.) dos invertebrados Phylum–Mollusca, nome comum ‘ConchaVieira’.
Na área da Paisagem Protegida da Arriba Fóssil da Costa da Caparica, observam-se formações com idades desde o Serravaliano (Miocénico médio) ao Holocénico, designadas, da base para o topo, de:

Formação das Argilas de Xabregas (Mxa) do Miocénico Médio (Serravaliano);
Formações dos Calcários de Marvila e dos Grés de Grilos indiferenciadas (Mmg) do Miocénico Médio a Superior (Serravaliano a Tortoniano inferior);
Areolas de Braço de Prata, Areolas de Cabo Ruivo (Mcb) e Depósitos de Ribeira da Lage (Mrl), do Miocénico Superior (Tortoniano);
Formação de Santa Marta (Psm) do Pliocénico;
Conglomerado de Belverde (Qbe) do Plistocénico.
HIDROLOGIA
A PPAFCC abrange parte da bacia hidrográfica da ribeira da Foz do Rego e desagua directamente no oceano. Esta bacia hidrográfica não apresenta grandes diferenças de altitude, tendo as zonas altas mais significativas na plataforma litoral, a Norte na zona dos Capuchos (114 m), Casalinho e Vila Nova da Caparica (±100 m) e, a zona mais baixa na planície litoral junto à estrada que ladeia o areal (10 m), encontrado o mar junto à praia da Rainha.
Para além desta bacia hidrográfica existem ainda outras pequenas linhas de água e depressões que podem originar linhas de escoamento ocasionais mas que não foram individualizadas. Todas estas linhas de água de menor expressão foram integradas numa zona que se designou por Arriba Fóssil.
CLIMA
Do ponto de vista climático, a Paisagem Protegida insere-se numa região de transição, com características variáveis de acordo com o relevo, exposição, sendo que a península de Setúbal constitui, ainda que não directamente, um espaço aberto às massas de ar marítimas.
Em relação à temperatura verifica-se que, em termos médios anuais, a temperatura na região é da ordem dos 14º C.
A temperatura da região é influenciada, pela geografia, pelo Oceano Atlântico, pela Serra da Arrábida e pelo estuário do rio Tejo.
A proximidade do oceano contribui para atenuar as variações térmicas em toda a região litoral.
Os valores médios mensais variam regularmente ao longo do ano, registando-se o máximo (19,8ºC) no Verão, no mês de Agosto, e o mínimo (9,4ºC) no Inverno, no mês de Janeiro.
UNIDADES GEOMORFOLÓGICAS

•Planície Litoral da Costa da Caparica – Com a praia e o cordão dunar adjacente, com dunas transversais N-S, dunas longitudinais com orientação E-O e ESE-ONO, suporte de vegetação dunar com ocorrência de espécies como o estorno, o feno-das-areias, o cordeiro-do-mar, a arméria, o cardo-marítimo, e o acacial resultante do projecto de fixação dunar dos Serviços Florestais de finais do séc. XIX até os anos quarenta e cinquenta do séc. XX.
Geomorfologia: Constituída por diversos elementos morfológicos designados de praia, cordão dunar e dunas interiores.
•Depósito de Vertente – Resultante da sobreposição de materiais provenientes da erosão das formações que constituem a arriba, suporte de algumas áreas agricultadas e florestadas na base da mesma.
•Arriba Fóssil – Ex-libris da Paisagem Protegida, recuada em relação à orla marítima, sujeita à erosão pluvial e eólica, formada por depósitos detríticos mio-pliocénicos fossilíferos, numa extensão de 12 km, com cotas entre os 90 metros juntos aos Capuchos e os cerca de 20 metros já perto do sinclinal da Lagoa de Albufeira.
Apresenta um recorte de rara beleza devido à acção de agentes erosivos, com declives superiores a 45º, nas zonas calcárias e taludes mais suaves nas zonas margosas, com vegetação herbácea, arbustiva e alguns estratos arbóreos.
Geomorfologia: Apresenta um perfil abrupto e está sujeita a intensa erosão que provoca essencialmente deslizamentos a Norte da área e ravinamentos entre a Fonte da Telha e a Lagoa de Albufeira.
•Plataforma Litoral – com dois sistemas dunares: um sobre a arriba e zona adjacente constituído por dunas parabólicas devido à intensidade e frequência dos ventos de Oeste, cujo coberto vegetal é predominantemente florestal, com particular incidência na Mata dos Medos com pinheiro manso, além do pinheiro bravo e do pinheiro de alepo com importantes ocorrências de sub-bosque, como a sabina-das-praias (que aqui atinge porte assinalável), o medronheiro, o carrasco, a aroeira, o zambujeiro, diversas aromáticas com grande incidência das lavandulas.
O segundo sistema dunar, mais para o interior, na zona do Pinhal da Aroeira/Apostiça até à Lagoa de Albufeira, com vestígios dunares, também florestados em matas de produção.
De realçar que ocorrem na PPAFCC três endemismos lusitânicos e doze ibéricos, o que determina um elevado valor de conservação a estas comunidades florísticas.
Geomorfologia: Constituída essencialmente por dunas divididas em três áreas distintas: a Norte da Descida das Vacas, entre a Descida das Vacas e a Fonte da Telha.