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Le massif des Arbailles est une formation karstique nettement identifiable par son altitude supérieure aux terrains environnants, qui forme une sorte d'indentation de l'étage montagnard bas dans le piémont pyrénéen. Ce massif se caractérise notamment par les nombreuses résurgences que l'on peut observer sur les pentes qui marquent son pourtour, mais aussi par les nombreux gouffres, dolines et grottes qui se sont formés dans ce matériau calcaire, ainsi que le lapiaz qui caractérise le substrat sur lequel repose la forêt des Arbailles, la rendant quasiment inexploitable.
Ce massif se caractérise aussi par la présence de riches peuplements d'oiseaux rupestres, dont une des plus importantes populations de vautours percnoptères des Pyrénées, et par la présence de nombreux gîtes de chiroptères, dont la plus importante colonie d'hivernage de rhinolophes euryales d'Europe occidentale.
De nombreux indices de passages de néandertaliens ont pu être observés dans le forêt des Arbailles, et au moins 5 cas de présence prolongée de néandertaliens puis d'homo sapiens sont connus au travers des grottes ornées sur le versant oriental du massif.
Pas de délimitation géographique officielle. Le massif karstique est toutefois nettement localisable et les délimitations précises sont faites en fonction de l'altitude et de la pente des terrains périphériques, le tout étant affiné en fonction de l'occupation du sol (élimination des terrains très artificialisés et/ou très dégradés), ou de la présence d'espèces déterminantes. La densité élevée de sites de reproduction du vautour percnoptère est également un argument pour retenir des terrains peu naturels mais pouvant être utilisé pour la prospection alimentaire de cette espèce très opportuniste (charognard omnivore, y compris coprophage sur les prairies pâturées).
