Cette entité est constituée d’un plateau granitique très ancien hérité de l’orogenèse hercynienne de l’ère primaire, composé en grande partie de granite à cordiérite dit granite du Velay. Ponctuellement, des éminences s’élèvent de la surface du plateau (bourg de Lapte ou Saint-Pal-de-Mons), du fait de "l’érosion différentielle" qui a entrainé des mises en relief de certaines roches par rapport à d’autres. Les massifs les plus élevés à l’est présentent des terrains gneissiques. Au cours du quaternaire, la dernière manifestation érosive a conduit à la formation des vallées actuelles qui découpent le plateau où coulent différentes rivières affluentes de la Loire (le Lignon et son affluent la Dunières, le Ramel, la Semène). En amont, le réseau hydrographique est plus discret, des ruisseaux divaguent dans des fonds plats sur le plateau.
Les plateaux du Velay sont marqués par un climat semi-continental dans la partie nord-ouest et par un climat montagnard sur les hauts plateaux (Riotord, Tence, Lignon). Ce dernier est assez rude avec des températures annuelles inférieures à 8°C et un enneigement de plusieurs mois au-dessus de 1000 mètres d’altitude. Si les températures sont légèrement plus clémentes en descendant vers la Loire, les précipitations passent sous la barre des 900 mm de pluie par an.
Le climat montagnard, associé à l’infertilité des terres (sol issu de l’arène granitique qui retient mal l’eau et les éléments nutritifs) et aux conditions naturelles très uniformes, explique une certaine monotonie dans l’occupation des sols. Ce sont surtout les prairies (sèches ou humides) qui composent l’essentiel de l’espace agricole. L’agriculture est principalement tournée vers l’élevage bovin et la production laitière. Les cultures céréalières adaptées à un tel climat sont rares. Une diversification vers la production de petits fruits rouges (framboises, groseilles) se développe néanmoins depuis quelques années. Le couvert forestier est une autre caractéristique marquante du territoire. Celle-ci s’impose sous forme de sapinières et mélange de conifères sur les hauts plateaux (hauts de Dunières et de Riotord, du Chambon et de Tence) ainsi que dans les gorges de la Semène, de la Dunières et du Lignon sur les versants rocheux et abrupts (dominance du Pin sylvestre, adapté à ces conditions difficiles). La vallée de la Dunières inscrit une frontière naturelle entre au nord, un territoire marqué par les activités industrielles depuis le début du XIXe siècle et au sud, un territoire plus reculé de l’agglomération stéphanoise et des voies de communications, moins marqué par l’urbanisation récente, qui conserve un caractère foncièrement rural et où la vocation touristique s’impose davantage.