Ce vaste ensemble naturel se superpose à l’anticlinal le plus oriental et le plus élevé du Bugey, qui constitue un magnifique balcon face à la chaîne des Alpes.
Il se subdivise en deux unités distinctes, l’une aux traits assez tabulaires et très marqués par l’empreinte karstique au nord (le plateau du Retord), l’autre au relief plus élevé et tourmenté au sud : le massif du Grand-Colombier.
Le massif du Retord est constitué d'une alternance de crêts boisés, de combes isolées et d’un vaste plateau occupés par des pâturages.
Son intérêt naturaliste repose entre autres sur la flore très attrayante, et qui comporte des éléments remarquables, peuplant ces combes pâturées. La floraison vernale y est particulièrement spectaculaire (Narcisse jaune, Erythrone dent de chien, Narcisse des poètes, Tulipe méridionale…).
Un second centre d’intérêt réside dans les milieux forestiers montagnards, avec leur riche faune associée, et là encore des stations botaniques remarquables. Le Grand tétras, autrefois bien présent, ne semble cependant plus l’être qu’à l’état rélictuel.
La déprise et la colonisation progressive des pâturages par la forêt menace tout à la fois la diversité biologique des lieux et la qualité d’un paysage resté à ce jour particulièrement séduisant.
Le massif du Grand Colombier est quant à lui formé d'une série de combes et de crêts qui dominent à l'ouest la plaine du Valromey, au sud le marais de Lavours et à l'est la vallée du Rhône. Les dépressions longitudinales qui affectent le massif du Grand-Colombier sont taillées dans des marnes. Elles sont en général occupées par des grands pâturages alors que les crêts le sont par la forêt.
S’y manifeste un gradient climatique nord-sud très net, conduisant des pessières acidophiles de montagne avec leur faune associée aux « colonies méridionales » riches en espèces méditerranéennes des abrupts du Colombier.
Entre 300 et 800 m d’altitude, l'étage collinéen appartient en effet à la série septentrionale du chêne pubescent. On y observe un cortège conséquent d'espèces méditerranéennes parvenant ici en limite de leur aire de répartition (Aspérule taurine…).
Les grands mammifères, les chauve-souris ainsi que les rapaces sont également bien représentés. Par contre, l’avifaune montagnarde est déjà nettement plus pauvre que sur le Retord.
Enfin, le secteur abrite un karst de type jurassien. Ce type de karst se développe sur un substrat tabulaire ou plissé ; il est caractérisé par l’abondance des dolines, l’existence de vastes « poljé » dans les synclinaux, la formation de cluses, et le développement de vastes réseaux spéléologiques sub-horizontaux.
Le peuplement faunistique du karst jurassien est relativement bien connu. Il apparaît néanmoins moins riche que celui du Vercors en espèces terrestres troglobies (c’est à dire vivant exclusivement dans les cavités souterraines).
La diversité des situations topographiques, altitudinales et la prévalence d’influences climatiques contrastées contribuent à une grande diversité biologique d’ensemble, traduite par des zonages de type I étendus sur les espaces présentant les cortèges biologiques les plus riches.
Le zonage de type II souligne quant à lui un niveau d’intérêt globalement élevé à l’échelle de ce vaste ensemble naturel.
En son sein, les échanges biologiques sont facilités par les grands éléments du relief.
Il illustre principalement des fonctionnalités naturelles liées aux habitats des populations animales ou végétales :
- c’est une zone d’alimentation et de reproduction notamment pour les oiseaux (Cassenoix moucheté…) , les chauve-souris ou la grande faune (Chamois, grands prédateurs…), dont certaines espèces nécessitant de vastes territoires vitaux,
- à la charnière des Alpes et de l’arc jurassien, déjà ouvert aux influences méridionales, le Grand-Colombier joue enfin un rôle de relais particulièrement stratégique, avec une importante fonction de zone de passage et d’échange pour la faune et la flore. C’est un élément majeur du réseau de corridors facilitant la continuité biologique entre les deux massifs.
S’agissant du milieu karstique, la sur-fréquentation des grottes, le vandalisme des concrétions peuvent de plus rendre le milieu inapte à la vie des espèces souterraines. Les aquifères souterrains sont sensibles aux pollutions accidentelles ou découlant de l'industrialisation, de l'urbanisation et de l'agriculture intensive.
S’il était besoin d’autres critères d’intérêt, il conviendrait d’ajouter ceux d’ordre paysager (le Plateau de Retord est cité à ce titre comme exceptionnel dans l’inventaire régional des paysages), géomorphologique (relief karstique) et biogéographique (« colonies méridionales » des falaises du Colombier…).