Dal punto di vista geologico, la Dorsale Monticiano-Roccastrada è un allineamento montuoso con direzione circa nord-sud che si estende per poco più di 50 km in Toscana meridionale, tra Siena e Grosseto. Questo allineamento montuoso corrisponde all'affioramento di rocce metamorfiche di basso grado (arenarie, argilliti, filladi, calcari), al di sotto delle successioni carbonatiche della Falda Toscana e delle Unità liguri. Nella letteratura geologica queste rocce metamorfiche sono note come appartenenti all'Unità Monticiano-Roccastrada.
La struttura geologica della Dorsale Monticiano-Roccastrada è il risultato delle fasi deformative terziarie che hanno portato nell'Appennino alla sovrapposizione delle varie unità tettoniche (Unità Liguri al di sopra della Falda Tosca e Falda Toscana al di sopra delle unità metamorfiche) e della successiva tettonica estensionale che, a partire dal Miocene inferiore, ha interessato tutta l'area, producendo aree sollevate (come la Dorsale) che delimitano estesi bacini.
La zona della Dorsale e le aree circostanti sono caratterizzate da vaste aree di natura  incontaminata, protette attraverso Riserve Naturali, che si sviluppano in modo da racchiudere il bacino fluviale del Merse e le zone circostanti. La biodiversità che caratterizza questi luoghi è in questo modo protetta e valorizzata da strutture museali e percorsi guidati tra boschi e vallicole.
Tutta l'area è costellata da tracce antropiche del passato, soprattutto di epoca Medioevale, che aumentano la suggestione e la sensazione di trovarsi in luoghi dove il tempo sembra essersi fermato.

Itinerari in Dorsale Monticiano-Roccastrada