dominującym typem roślinności w górach jest chaparral, z lasami dębowymi występującymi w mikroklimacie, zarówno w kalifornijskim interiorze chaparral, jak i w podregionie woodlands. Wyższe wzniesienia wspierają Kalifornijski mieszany wiecznie zielony las i niewielkie obszary siedlisk lasów iglastych.
góry są jednym z najważniejszych niezabudowanych obszarów siedliskowych zagrożonych Kondorów kalifornijskich.
geologicznie góry są prawie w całości zbudowane ze skał osadowych trzeciorzędu., Większość skał to eoceńskie piaskowce morskie i inne osady, a jeden region we wschodniej części pasma składa się z osadów środkowego i wczesnego miocenu. Pasmo górskie jest od południa ograniczone przez Uskok Nacimiento, a od północy przez Uskok Cuyama i Ozena. Sierra Madre wznosi się nagle na południe od Doliny Cuyama, która wyznacza północną granicę hrabstwa Santa Barbara.,
pasmo górskie jest prawie całkowicie niezamieszkane, z wyjątkiem części niższych stoków na północy, które zostały opracowane do produkcji ropy i gazu na południowym polu naftowym Cuyama. Jedna trudna, jednopasmowa droga gruntowa podąża za grzbietem góry; często jest zamykana po sztormach i jest zwykle przejezdna tylko przez pojazdy z napędem na cztery koła lub motocykle.