Il Monte Pisano è un interessante punto di osservazione della storia geologica locale e dell'alto Tirreno.
Arenaria e calcari si alternano originando paesaggi diversi in uno spazio molto ristretto. In questi rilievi prossimi alle Apuane, affiorano preferibilmente i calcari, parenti “poveri” del più prezioso marmo, utilizzati in gran parte delle chiese lucchesi e che formano paesaggi comuni a Corsica, Liguria e Sardegna.
Questo sottosuolo poroso di calcare assorbe velocemente l’acqua e sulla superficie, il suolo ospita una vegetazione piuttosto sobria. Le piccole piante dalle fioriture minute, possono forse deludere l’occhio per l’apparente rudezza, ma in certe stagioni esaltano l’olfatto con ricercati ed insoliti aromi. Il mirto è il cespuglio più diffuso, accompagnato dal cisto, da rare felci, dal profumatissimo elicriso, dalla solare ginestra, da preziose orchidee ed euforbie, le belle camelie, giunte dall’oriente insieme ai ricchi carichi di sete e spezie ed alle altre piante ornamentali.
Nel perimetro del Monte Pisano sono numerose le aree naturali protette visitabili, tra queste le Oasi del Bottaccio e della Gherardesca sul lato Capannorese che, nelle stagioni di passaggio, accolgono grandi stormi di uccelli migratori.
Sui versanti più umidi e nelle piccole valli, invece, il bosco mediterraneo è dominato dal leccio, cui si accompagnano l’agrifoglio ed il pungitopo dalle belle bacche natalizie, le infiorescenze profumate del sambuco, il corbezzolo che colora il bosco d’autunno con le grandi drupe rosse. Il sottobosco è popolato di cinghiali e timidi istrici. Con la coda dell’occhio, si colgono sugli alberi, veloci movimenti di ghiri e scoiattoli, e sui rami più alti, ghiandaie, tordi, upupe, allocchi.
La romita, la Grotta del Leone, la Cavernetta del Tasso, la Buca dei Ladri, la Buca delle Fate, la cima la Sugheretta, la Buca del lago, la Buca della tavolaccia sono i nomi fantastici delle grotte che si aprono nel calcare massiccio. Scavate dall'azione delle piogge, danno luogo a fenomeni carsici e a fantastici paesaggi ipogei molto amati dagli speleologi. Sul fondo di molte cavità le acque formano ancora piccoli laghetti di suggestiva trasparenza. In questi paesaggi suggestivi anche l'acqua assume proprietà singolari sotto forma di gocce miracolose che fanno passare il mal di testa e altri malanni. Già Plinio il vecchio, la regina Margherita, il poeta Ugo Foscolo si curarono con le "calidae acuae" delle sorgenti di San Giuliano. Analoga fama godono il "balneum et fontanam di Uliveto, menzionate in un documento del Mille che elogia le virtù salutari della sua acqua.
Il Monte Pisano è molto ricco di acque sotterranee che tornano in superficie per alimentare, oltre agli stabilimenti termali, gli acquedotti storici di Pisa e Lucca e le fontanelle delle rispettive città.
934 archi equidistanti realizzati con muratura mista di pitrame e laterizi, coprono i 6 chilometri dal bottino di san Rocco nella valle delle fonti, fino alle mura urbane di Pisa costituiscono l'acquedotto mediceo che il Graduca Ferdinando de' Medici fece costruire ispirandosi alla collaudata tecnica idraulica degli antichi romani.
Il secondo, 413 arcate, 14 fontane, 56 sorgenti, costruito nell'ottocento dall'architetto regio Lorenzo Nottolini è una delle architetture moderne più interessanti della pianura lucchese, un "monumento" nella campagna. Su un piccolo ponte nei pressi delle sorgenti un’iscrizione ricorda la data di conclusione dei lavori, 1836. Tutti a Lucca, conoscono questa località come “le parole d’oro”. L’acqua di queste sorgenti, una delle migliori acque oligominerali della zona, preferite da molti lucchesi a quella di tante bottiglie.