Park leży w środkowej części makroregionu zwanego Wyżyną Przedborską, która stanowi północno-zachodni fragment podprowincji Wyżyna Środkowomałopolska w prowincji Wyżyna Małopolska.
W krajobrazie Parku dominuje Pasmo Przedborsko-Małogoskie, będące przedłużeniem Gór Świętokrzyskich i jednocześnie jego osią. Pilica, która płynie południkowo, stanowi zachodnią granicę Przedborskiego Obszaru Chronionego Krajobrazu. Główny dopływ Pilicy na terenie Parku stanowi Czarna Włoszczowska[3].
Różnorodność morfologii Parku jest wynikiem nakładania się całego szeregu procesów rzeźbotwórczych od trzeciorzędu do czasów współczesnych i wykazuje związek zarówno z czynnikami strukturalnymi – budową geologiczną i tektoniką podłoża, jak też z działalnością procesów czwartorzędowych. Występują tu obok siebie formy rzeźby o charakterze typowym dla niżu, jak też elementy rzeźby wyżynnej. Do głównych cech wyżynnych Parku należy występowanie utworów mezozoicznych – skał wapiennych i piaskowcowych, triasowych, jurajskich i kredowych, a także wysokości bezwzględne terenu przekraczające 250 m n.p.m. Dodatkowo uzupełniają je znaczne wysokości względne przekraczające 60 m, a także duży spadek głównej rzeki Pilicy przekraczający 0,6%. Deniwelacja terenu sięga maksymalnie 157 m, od 191 m n.p.m. w dolinie Pilicy w rejonie miejscowości Łączkowice do 347 m n.p.m. na Górze Fajna Ryba. Jednocześnie cechom wyżynnym towarzyszą elementy typowe dla nizin: płaskie powierzchnie zbudowane z utworów wodnolodowcowych, rozległe zabagnione obniżenia, bardzo małe, nie przekraczające 1‰ spadki dopływów Pilicy – Czarnej Włoszczowskiej i Nowej Czarnej.
Pomiędzy Przedborzem a przełomem Czarnej Włoszczowskiej pod wsią Zamoście grzbiet piaskowcowy wznosi się ponad 120 m ponad przyległe od wschodu niziny i 80–100 m ponad faliste i zwydmione obszary po jego zachodniej stronie. Dno przełomu w Zamościu leży na poziomie 220 m, a najwyższe wzniesienia to Fajna Ryba (347 m n.p.m.), Kozłowa Góra (336 m n.p.m.) i Góra Krzemycza (334 m n.p.m.).
Po zachodniej stronie grzbietu piaskowcowego biegnie nieciągły grzbiet wapienny. Na powierzchni ukazują się tylko jego najwyższe kulminacje – Góra Bukowa (335 m n.p.m.) i Góra Krzemyk (332 m n.p.m.) – reszta grzbietu wapiennego ukryta jest pod młodszymi osadami.
W południowo-wschodnim odcinku pasma, od wsi Zamoście przez Oleszno po Świdno, grzbiety są niższe i zmienia się ich sekwencja: wapienie zajmują wschodnią część pasma, a piaskowce tworzą grzbiet zachodni. Najwyższe wzniesienia to Góra Świdzińska (311 m n.p.m.), piaskowce i Góra nad Świdnem (300 m n.p.m.), wapienie. Na południowy wschód od Świdna pasmo jest przecięte następną doliną przełomową w poziomie 230 m.
Drugą ważną jednostką morfologiczną Parku jest dolina Pilicy, biegnąca południkowo w zachodniej jego części. Dno doliny, o szerokości 1–2 km, leży od 202 m przy ujściu Czarnej do 190 w Przedborzu. Dolina Pilicy ma łagodne i niewysokie stoki z niezbyt wyraźnie zaznaczającą się terasą nadzalewową. Teren pomiędzy wzgórzami Pasma Przedborsko-Małogoskiego a doliną Pilicy to północny skraj Niecki Włoszczowskiej. Utwory kredowe tej struktury są przykryte płaszczem osadów czwartorzędowych. Falista równina wznosi się 225–235 m n.p.m., a jedyne – poza dolinami – jej urozmaicenie wprowadzają wały i parabole wydm, które osiągają do 10 m wysokości.
Gleby
Zmienność podłoża skalnego i morfologii terenu, powodując zróżnicowanie warunków hydrologicznych i roślinnych, zdeterminowały przebieg procesów glebotwórczych. Wyrazem wartości użytkowej gleb jest zaliczenie ich do odpowiedniej klasy bonitacji oraz do kompleksów przydatności rolniczej. Gleby na obszarze Parku przedstawiają stosunkowo niską wartość użytkową. Brak jest gleb I i II klasy. Jedynie na obszarze gmin: Kluczewsko, Krasocin i Przedbórz występują bardzo niewielkie, rozproszone płaty rędzin właściwych i brunatnych w III klasie bonitacyjnej, zajmujące łącznie 31,5 ha, z czego 3,6 ha znajduje się w Parku, 25,8 ha w otulinie i 2,1 w projektowanym powiększeniu otuliny.
Gleby klas IVa i IVb występują większymi kompleksami i zajmują łącznie powierzchnię 2130,1 ha, z tego 167,04 ha znajduje się na obszarze Parku, 1594,54 ha w otulinie i 368,52 ha w projektowanym powiększeniu otuliny. Typologicznie są to rędziny węglanowe na kredowych skałach wapiennych.
Zwarty kompleks gleb brunatnych i rdzawych występuje w obniżeniu Piskorzeniec, w rejonie Wojciechowa, na utworach wodnolodowcowych oraz stokowych osadach peryglacjalnych. Występują też niewielkie powierzchniowo obszary gleb brunatnych kwaśnych i wyługowanych.
Dość znaczną powierzchnię zajmują gleby pochodzenia organicznego, tzn. takie, które zostały wytworzone przy udziale materii organicznej w warunkach nadmiernego uwilgotnienia. Są to gleby mułowe, torfowe, murszowe i murszowate. Na terenie parku najliczniej występują gleby murszowo-mineralne, stanowiące w klasyfikacji przydatności rolniczej kompleksy IIIz, tj. użytki zielone słabe, położone w dolinach rzek i naturalnych obniżeniach terenu.
Duża część gleb wykazuje skład granulometryczny piasków słabo gliniastych, ubogich w części spławialne. Występujące tu rędziny właściwie są najczęściej płytkie i przeważnie silnie szkieletowe, natomiast wierzchnia warstwa rędzin mieszanych to głównie piaski słabo gliniaste pochodzenia fluwioglacjalnego. Piaszczysty skład granulometryczny jest jedną z ważniejszych przyczyn, z powodu których większość gleb parku jest okresowo, bądź stale sucha. Zaznacza się to szczególnie wyraźnie we fragmentach parku leżących na obszarach gmin Przedbórz i Kluczewsko. Jest charakterystyczne, że na brak wody cierpią tu nie tylko grunty orne, ale również użytki zielone.
Wzgórzowa i wysokopagórkowa rzeźba terenu – głównie dotyczy to Pasma Przedborsko-Małogoskiego – jest czynnikiem poważnie utrudniającym uprawę mechaniczną gleb. Rzeźba terenu wpływa na zagrożenie gleb, głównie rędzin, erozją wodną w stopniu silnym i bardzo silnym. Erozją wietrzną zagrożone są te obszary parku, na których piaski luźne i słabo gliniaste występują na powierzchni.
Hydrologia
Wody podziemne
Obszar Przedborskiego Parku Krajobrazowego obejmuje fragmenty trzech regionów hydrogeologicznych: Łódzkiego, Niecki Nidziańskiej i Wokółświętokrzyskiego.
Podstawowe użytkowe poziomy wód głębinowych związane są z osadami podłoża mezozoicznego. Największe zasoby wodne, występują w seriach wapieni górnej jury i piaskowcowo-marglistych utworach kredy dolnej i górnej. Najmniejsze zasoby związane są utworami triasowymi. Ujmowane wody są czyste, nie wymagają skomplikowanych procesów uzdatniania. Często natomiast konieczne jest stosowanie odżelaziaczy.
Wody występujące w utworach czwartorzędowych należą głównie do kategorii wód gruntowych. W nielicznych tylko przypadkach studnie czerpią wodę z poziomów wód wgłębnych. W licznych miejscach wody gruntowe występują bardzo blisko powierzchni terenu i w sytuacjach gwałtownych roztopów, bądź zwiększonych opadów atmosferycznych, przyczyniają się poprzez podnoszenie zwierciadła, do przyspieszonego powstawania zjawisk zalewów.
Wody powierzchniowe
Cały obszar Przedborskiego Parku Krajobrazowego leży w zlewni rzeki Pilicy. Pilica jest też największą rzeką znajdującą się w granicach parku. Płynie ona peryferyjnie przecinając otulinę w pobliżu jej zachodniej granicy. Wodowskaz na Pilicy znajdujący się w Przedborzu, na 201,4 km biegu rzeki do ujścia, zamyka zlewnię o powierzchni 2536 km². W granicach otulin parku, od miejsca wpłynięcia na jej teren do miasta Przedborza, rzeka płynie południkowo. W rejonie Przedborza Pilica tworzy ostro zarysowany przełom przez Pasmo Przedborsko-Małogoskie. Szerokość doliny wynosi w tym rejonie 1,5 km. Rzeka do tej pory nie została uregulowana, płynie więc naturalnym korytem silnie meandrując i tworząc starorzecza.
Największym prawobrzeżnym dopływem Pilicy jest rzeka Czarna zwana również Czarną Włoszczowską. Za początek Czarnej Włoszczowskiej zostało uznane połączenie rzeki Czarna Pilczycka i Potoku Borowa. Ten największy dopływ Pilicy odwadnia przeważającą część parku. Jest rzeką osobliwą, którą tworzą 4 rzeki mające własne nazwy. Górną część jej dorzecza tworzy podmokła Niecka Zabrodzka, mająca ogólne pochylenie w kierunku zachodnim. Ponieważ na drodze swobodnego odpływu wód w tym kierunku stoi Pasmo Przedborsko-Małogoskie, wody gromadzą się w niecce. Od północy płynie Czarna Pilczycka, a od południowego wschodu Czarna Mieczyńska. Obie mają minimalny spadek (mniej niż 0,1%), do niedawna ich koryta błądziły wśród rozległych bagien i torfowisk. Obecnie Czarna Pilczycka jest skanalizowana, a większość bagien osuszona. Równolegle do Czarnej Mieczyńskiej wykopano kanał odwadniający, zwany Nową Czarną, który przyjął większość przepływu wód. Nowa Czarna, Czarna Mieczyńska oraz połączone wcześniej na północy Czarna Pilczycka i potok Borowa niosą wspólnie wody, od bramy przełomu koło wsi Zamoście, pod nazwą Czarna Włoszczowska. Warto wspomnieć, że wody Czarnych są rzeczywiście ciemniejsze od wód Pilicy (stąd nazwa). Jest to efekt nie tyle działalności ludzkiej w sensie zanieczyszczenia ściekami, co przede wszystkim wypłukiwania znacznych ilości związków humusowych z obszarów torfowisk, występujących w dolinach. Te zakwaszone wody w okresach wezbrań i związanego z tym burzliwego przepływu ulegają spienieniu.
Charakterystycznym składnikiem parku są torfowiska oraz obszary podmokłe. Są to niestety najbardziej zagrożone i najszybciej znikające ekosystemy parku. Jeszcze kilkadziesiąt lat temu zajmowały setki hektarów. Największy wpływ na niszczenie torfowisk miały melioracje, w wyniku których osuszono ponad 90% tych terenów. Konsekwencją są obecne zmiany zachodzące na ocalałych jeszcze torfowiskach. Polegają one na przyspieszonej sukcesji roślinności, a jej efektem jest zarastanie torfowisk roślinnością krzewiastą.
Rys klimatyczny
Średnie temperatury obszaru parku uzyskano jako średnie z wartości notowanych w Przedborzu i Kielcach. Najwyższe temperatury notowano w lipcu, a najniższe w lutym. Średnia roczna równa jest 7,1 °C, Na szczytach wzgórz i w nieckach torfowisk temperatura jest nieco niższa, natomiast na zboczach południowych i południowo-zachodnich wyraźnie wyższa. Roczna suma opadów wynosi 662 mm. Okres wegetacyjny trwa 213 dni i zaczyna się około 5 kwietnia, a kończy około 4 listopada.
Kompleksy leśne
Lasy zajmują ok. 68% powierzchni Parku. Są to przeważnie drzewostany sosnowe na siedlisku borów mieszanych, przeplecione olsami i borami bagiennymi. Występują także większe powierzchnie grądów, buczyn i dąbrów świetlistych. W dolinach rzecznych spotyka się łęgi olszowo-jesionowe, a w bagnistych zagłębieniach – partie olsów. Na uwagę zasługuje udział jodły w wielogatunkowych drzewostanach, a także stanowiska rzadkiego cisa. Na nasłonecznionych zboczach wzgórz Pasma Przedborsko-Małogoskiego występują murawy kserotermiczne oraz ciepłolubne zarośla z udziałem tarniny, kaliny, róż, głogu, derenia świdwy, ligustru i jałowca. Na terenie parku znajduje się kilka par drzew pozornie zrośniętych: zrost sosny z dębem szypułkowym w uroczysku Rączki i zrost sosny z brzozą brodawkowatą przy gajówce Stara Wieś. W północno-wschodniej części Parku znajdują się większe obszary torfowisk, z największym bagnem Piskorzeniec.
Na terenie parku i w jego otulinie spotyka się ciekawe obiekty przyrodnicze w postaci użytków ekologicznych: buczyna w Jeżowcu, Czerwony Kamień, wzgórze w uroczysku Rączki (290 m n.p.m.), Dąbrowa Świetlista w Gustawowie, góra Fajna Ryba (346 m n.p.m.), Jurajskie Wzgórze koło Oleszna (274 m n.p.m.) – woj. świętokrzyskie, Majowa Góra w Woli Przedborskiej (244 m n.p.m.), modrzewie w uroczysku Gustawów, stare dęby i pełnik europejski w uroczysku Gustawów[4].
