Le milieu naturel est constitué d’une vallée close, d’une exsurgence (la plus importante d’Europe en termes de débit d’eau), de monts et collines que constituent les Monts de Vaucluse. Au milieu coulent une rivière de 1ère catégorie très riche en espèces et un canal d’irrigation.
La lecture de paysage est simple, 3 unités de paysages à l’échelle de l’Opération Grand Site :
Les rebords des Monts de Vaucluse qui forment le cadre en relief de la Vallée Close, sont recoupés de vallons escarpés creusés dans le calcaire. Ils hébergent les villages perchés ou adossés aux pentes de Cabrières d’Avignon, de Lagnes et de Saumane de Vaucluse. Ces pentes offrent des paysages d’anciennes terrasses agricoles pour la plupart colonisées par des pins d’Alep ou pin sylvestre.
Les plateaux karstiques vallonnés qui dominent étaient anciennement utilisés comme espaces pour faire paître les moutons. Actuellement, ils sont recouverts de bois et de chêne vert. Ces reliefs sont actuellement des espaces de nature, dédiés à la randonnée pédestre, VTT et activités nature.
Le canal de Carpentras, un important canal d’irrigation du département de Vaucluse, qui amène l’eau de la Durance jusque dans le nord de la plaine du Comtat Venaissin, passe au pied du massif en léger surplomb de la plaine des sorgues.
L’extrémité sud du Grand Site où est creusée la Vallée Close vient au contact de multiples paysages :