Il tipo di vegetazione predominante sulle montagne è chaparral, con boschi di querce che si verificano nei microclimi, sia del chaparral interno California e woodlands sub-ecoregione. Le altitudini più elevate supportano la foresta sempreverde mista californiana e piccole aree di habitat forestali di conifere.
Le montagne sono una delle aree di habitat non sviluppate più importanti del condor della California in via di estinzione.
Geologicamente, le montagne sono quasi interamente composte da rocce sedimentarie di età terziaria., La maggior parte delle rocce sono arenarie marine eoceniche e altri sedimenti, e una regione nella parte orientale della gamma è costituito da sedimenti medio e precoce Miocene. La catena montuosa è delineata a sud dalla faglia Nacimiento, e a nord, dalle faglie sud Cuyama e Ozena. La Sierra Madre sorge bruscamente appena a sud della Valle di Cuyama, che definisce il confine settentrionale della contea di Santa Barbara.,
La catena montuosa è quasi interamente disabitata, ad eccezione di porzioni delle pendici inferiori a nord, che sono state sviluppate per la produzione di petrolio e gas nel campo petrolifero di Cuyama Sud. Una difficile strada sterrata a una corsia segue la cresta della montagna; spesso è chiusa dopo le tempeste, ed è normalmente percorribile solo da veicoli a quattro ruote motrici o motocicli.