El reducido espacio del Sitio Paleontológico de Cerro Pelado, como indica su denominación, aparece situado sobre un conjunto de suaves lomas y páramos pedregosos en los que sólo se desarrolla una rala vegetación a base de pequeños matorrales de aulagas, romero y tomillo.

El verdadero interés de este desolado lugar proviene del yacimiento paleontológico en el que se descubrieron los primeros fósiles europeos de micromamíferos de la Era Terciaria.

Muy cerca del Cerro Pelado, en las estribaciones de la soriana Sierra Ministras, se encuentran los también interesantes yacimientos pleistocenos de Ambrona y Torralba. En ellos se han localizado abundantes restos fósiles de mamuts y las armas de piedra de los cazadores paleolíticos que los capturaban.

Vegetación
Este Espacio Natural se ubica en un páramo con predominio del cambrón Genista pumila y diferentes especies de tomillo (Thymus zygis y T. loscosi) así como espliego, salvia, mejorana. La cobertura es bastante baja, apareciendo el matorral en forma de almohadillas muy esparcidas. En algunos sectores domina el pastizal de herbáceas. Apenas existen cultivos de cereal, que ocupan el fondo de pequeñas vaguadas, al ser el sustrato bastante pedrogoso. En estas formaciones de escaso porte, tanto árboles como arbustos están prácticamente ausentes, reduciéndose a pequeños rodales de quejigo y encina.

Fauna
Al igual que la vegetación, la fauna de este Espacio Natural y su entorno, no reviste especial relevancia, si se exceptúan las aves esteparias que habitan en esta zona tipo paramera-esteparia, y se caracterizan por presentar una comunidad bastante diversificada, donde hay que destacar la importante población de alondra de Dupont, catalogada como la segunda de Castilla y León, junto a un número importante de ortegas, alcaravanes, alondra común, terrera común, cogujada montesina, bisbita campestre, curruca tomillera y otras especies más escasas como sisón, calandria, collalba gris, collalba rubia. Por lo que se refiere a anfibios y reptiles se pueden mencionar al sapo partero común, sapillo pintojo ibérico, lagarto ocelado, culebra viperina, víbora hocicuda, ... En cuanto a los mamíferos destacar la presencia de especies como musaraña común, erizo común, conejo, liebre ibérica, tejón, zorro, jabalí, ...

Geomorfología
El Sitio Paleontológico de Cerro Pelado se ubica en las denominadas parameras del Sistema Ibérico. Se trata de un conjunto de zonas esteparias existentes en la transición de la montaña soriana hacia la llanura, en los conocidos como Páramos de Layna. Se inicia en la zona de contacto de la Cordillera Central con la Ibérica en la Sierra de Pela, prolongándose hacia el Este en amplias extensiones de topografía arrasada y plana con áreas de pliegues suaves cortados por la penillanura fundamental de la Meseta, por lo que sus relieves son en buena parte una superficie de erosión, horizontal o ligeramente deformada, donde los niveles aflorantes corresponden a materiales calcáreos que se depositaron durante el Triásico, desarrollándose un gran número de formas kársticas (dolinas, cuevas, lapiaces), y con una altitud media que se sitúa en torno a los 1.000-1.200 m.s.n.m.

Paisaje
Se trata de una extensa llanura, sin apenas desniveles y prácticamente deforestada, de tonos rojizos o parduscos. Sólo de vez en cuando aparecen esparcidos pies de encina, quejigo, sabina que no alcanzan porte arbóreo.

Valores que justifican su declaración
La importancia de este Espacio Natural radica en constituirse como la primera Reserva Paleontológica Nacional. Tras diversas excavaciones paleontológicas, se descubrieron, por primera vez en Europa, fósiles de micromamíferos del Terciario, concretamente del Plioceno (4 millones de años). Los diversos estudios realizados describen un yacimiento conformado por el arrastre y relleno de una dolina que posiblemente comunicaba con una cueva habitada de rapaces. Hasta el presente se han excavado unos 100 m² del yacimiento, abriéndose al menos seis trincheras, sin llegar a tocar el techo de la cueva, comprobándose la existencia de al menos tres períodos alternantes de karts constructivo. La fauna descrita da un predominio de restos de équidos y gacelas junto con la abundancia de roedores en los que predominan el tipo de dientes hipsodonto (de corona alta), lo que indica la existencia de un ambiente de estepa o sabana, con gramíneas abundantes. Esta vegetación y el desarrollo del karst atestiguan un clima cálido con una estación de lluvia abundante.