Situado al sur de la provincia de Salamanca y con una extensión de 30.183 ha pertenecientes a 14 municipios, el Parque Natural forma parte de las estribaciones occidentales de la Cordillera Central. Sus cotas más altas se sitúan en el Pico Hastiala (1.735 m) y en la cresta de la Peña de Francia, que con sus 1.723 m domina el conjunto de la comarca, encontrando la menor altitud en el término municipal de Sotoserrano, a orillas del río Alagón, sobre los 400 metros.

El Parque se establece en la divisoria de dos cuencas hidrográficas:
los ríos Alagón, Francia y Batuecas vierten al Tajo, mientras que el Agadón pertenece al Duero. Aunque está situado en la región mediterránea, la diferencia altitudinal existente y la orientación de las laderas determinan la existencia de zonas con clara influencia atlántica, y otras mucho más cálidas de tendencia mediterránea que en conjunto favorecen una gran diversidad faunística y florística, y permiten la producción de cerezas, uvas, aceitunas o castañas. Pero este singular entorno encierra, además, una gran riqueza cultural y un importante patrimonio histórico-artístico, con tres núcleos declarados «Conjunto Histórico – Artístico», enclaves con pinturas rupestres, restos de minas romanas o ermitas y monasterios repartidos por todo su territorio.

Vegetación
En las cumbres más altas del Parque Natural la vegetación ha tenido que adaptarse a la crudeza del clima, dominando el piorno y el erizón. A menor altitud aparecen los bosques de rebollo —en cuyo sotosbosque crecen acebos, serbales y arce menor— y los castaños. En las zonas de robledal más frías, húmedas y orientadas al noroeste encontramos algunos abedulares. Es reseñable la presencia en el territorio de algunos robles de condiciones climáticas más húmedas, como el carballo (Quercus robur) o la famosa «Haya de Herguijuela de la Sierra», referida por multitud de autores como una de las más meridionales de la Península Ibérica. Al sur y descendiendo en altitud, empiezan a aparecer especies típicamente mediterráneas que dan paso a una de las formaciones más emblemáticas de este Espacio: el encinar.
Entre encinas retorcidas encontramos notables ejemplares de alcornoques, tejos, madroños, durillos, lentiscos, enebros y algún almez, confundidos entre la abundante cobertura que proporciona la jara pringosa. Dentro del Parque se encuentran también comunidades higroturbosas típicas del Sistema Central, en las que destacan la carnívora atrapamoscas o los «brezales de carroncha». Además aparecen grandes áreas cultivadas de árboles frutales, viñedos y olivares, entre los que destacan por su extensión los cultivos de cerezo, base económica de muchos pueblos de la Sierra. Como especie exclusiva del Parque Natural cabe destacar la Armeria salmantica, planta que forma pequeñas matas y crece únicamente en el entorno de la Peña de Francia.

Fauna
Un total de 213 especies de vertebrados están catalogadas en el Parque, de las que 9 corresponden al grupo de los peces, 13 al de anfibios, 19 al de reptiles, 126 al de aves y 46 al de los mamíferos.
En cuanto a las aves es habitual ver volar a los buitres, tanto leonados como negros. También frecuentes son el águila real, halcón peregrino, alimoche y búho real. Especial mención merece la esquiva cigüeña negra, catalogada en peligro de extinción dado el delicado estado de sus poblaciones en nuestro país. Esta especie suele elegir lugares apartados del hombre para instalar su nido. Es muy asustadiza, por lo que a la menor señal de perturbación huye, abandonando incluso a sus pollos. Hasta épocas recientes también nidificaban aquí el águila imperial y el águila perdicera: los actuales trabajos de mejora de la caza menor que se llevan a cabo en el territorio del Parque pretenden, entre otros objetivos, favorecer su retorno. Esta región es muy propicia para los anfibios. En los numerosos arroyos y charcas se pueden encontrar tritón ibérico, sapo partero ibérico, rana patilarga y sapillo pintojo, entre otros. Respecto a los reptiles cabe destacar la lagartija de la Peña de Francia, endemismo descrito recientemente exclusivo de estas sierras. Entre las 46 especies de mamíferos hay que reseñar la cabra montés, reintroducida con gran éxito en la década de los 70, que habitó desde antiguo las cumbres pedregosas de estas sierras. También hay tejón, gato montés, meloncillo, garduña, desmán ibérico y nutria. Corzos, ciervos y jabalíes son otras de las especies habituales.

Geomorfología
Entre los parajes más singulares se puede citar el valle de Las Batuecas, de cuya belleza y misterio da testimonio la abundante literatura existente siendo muy conocida la expresión «estar en Las Batuecas», a raíz de las «Cartas escritas desde Las Batuecas por el Pobrecito Labrador» de Mariano José de Larra. Otro punto emblemático del Parque es la Peña de Francia, desde donde puede contemplarse el Pico Hastiala, el Pico Mingorro, la Mesa del Francés, los Cabriles, el Campo Charro, la sucesión montañosa de Las Hurdes, las Sierras de Béjar y Gredos. Otros puntos destacables son el valle de Belén en Herguijuela de la Sierra y los meandros del Alagón en Sotoserrano.

El espacio protegido se ubica en la comarca de la Sierra de Francia, separada de la Sierra de Béjar por la gran fosa del río Alagón que, con una anchura de 20 km, es el único gran portillo del Sistema Central aprovechado por el citado río para capturar aguas de la cuenca del Duero y llevarlas al Tajo.

Climatológicamente, todo el área presenta unas precipitaciones anuales bastante altas, por encima de los 1.000 litros, oscilando entre los 920 de Miranda del Castañar y los 1.800 en las proximidades de La Alberca. Dentro del parque, existen contraste climáticos importantes. En el entorno de La Alberca, se registran las temperaturas más bajas, con una media anual de 11ºC y con temperaturas mínimas absolutas inferiores a 0ºC durante cinco meses al año. EL sector sureste, que engloba la zona de Sotoserrano y Herguijuela de la Sierra, posee las temperaturas más cálidas, con una media anual superior a los 14,4ºC. Los materiales que se encuentran en los diferentes sustratos del Parque son de origen paleozoico, dominando los metamórficos como pizarras y cuarcitas en el centro y oeste del espacio, y los graníticos en la parte oriental, dispuestos sobre un zócalo granítico muy rígido y cristalino con una estructura interna en bloques originados por un sistema de fallas. Se produce así un relieve de enormes lomas de cimas suaves y laderas muy activas, localizadas en los escarpes de las fallas, y de valles en artesa muy profundos correspondientes a los bloques hundidos. Todo ello explica la presencia de grandes canchales rocosos en las partes altas.

Paisaje
Espacio de un gran valor paisajístico, donde contrasta la superficie de la llanura que posee una altitud bastante uniforme (750-800 m.) con los profundos cañones labrados por la red fluvial que pueden representar un desnivel respecto a la penillanura de 200 m. A este contraste altitudinal se une el vegetal, si la penillanura en muchas zonas aparece desprovista de vegetación, en el "arribe", gracias a sus peculiares características topográficas y climáticas, unido a la acción del hombre que ha abancalado las laderas, es posible ver cultivos mediterráneos impropios de esta latitud.

Valores que justifican su declaración
Espacio de gran valor natural, paisajístico y faunístico.