La sierra de Courel presenta una orientación de suroeste a noreste, con cumbres alomadas.
Desde el punto de vista geomorfológico, los materiales más frecuentes son las pizarras, esquistos y areniscas del paleozoico, con bandas intercaladas de cuarcita (dura cuarcita armoricana) y de caliza grisácea. Por ello, las cuarcitas constituyen los relieves que más resaltan en el paisaje. Los ríos que atraviesan y bordean la sierra de Courel, entre los que destacan el Sil y el Lor, conservan huellas de antiguas explotaciones mineras romanas, a través de las que se recuperaba el oro de los aluviones. Algunos de los valles fueron ocupados por lenguas glaciares, lo que determina la presencia de restos morrénicos.
El clima de la región es centroeuropeo o Mediterráneo húmedo con temperaturas medias anuales que oscilan entre los 7 y los 8º C. La precipitación media anual está en torno a los 2.000 mm.
Esta sierra destaca entre otros aspectos por la riqueza de su flora gracias a las intensas precipitaciones que caracterizan a la región. Abundan los bosques de haya, tejo, carballo (rebollo), melojo, brezal, acebo, abedúl, avellano, castaño, encina y alcornoque, entre otros; así como un gran número de hongos, cuyo crecimiento también se ve favorecido por la elevada humedad.
El lobo, el zorro, el gato montés, la marta y la gineta son los máximos exponentes entre los vertebrador. La fauna avícola también es importante, y destcan el águila real, el águila culebrera, el búho real, el aguilucho cenizo y pálido, y el milano negro.
Además de su cumbre más elevada, el pico Formigueiro (1.654 m), destacan también otras cotas como la del Faro (1.615 m) y la del Piapáxaro (1.610 m).