Il clima sublitorale di transizione del territorio comunale, la natura geolitologica dei suoli qui presenti (prevalentemente argillosi e sabbiosi) e l’influsso di secolari attività antropiche legate in massima parte ad un’economia di tipo agricolo e pastorale determinano i caratteri della copertura vegetale e del paesaggio agrario di Volterra e dei suoi immediati dintorni. Per quanto riguarda le piante d’alto fusto le zone altimetricamente più elevate risultano coperte di boschi costituiti prevalentemente da cedui misti di quercia rovere e cerro (cfr. ad es alla pagina degli Itinerari le aree forestali di Berignone-Tatti e del M.Nero) mentre il pioppo appare diffuso nei luoghi umidi e lungo il corso dei torrenti e il cipresso, sia isolato che in piccoli gruppi o filari lungo le strade campestri caratterizza tutta la zona collinare opponendosi ai fenomeni erosivi che interessano il rilievo di Volterra. Nelle argille invece (dove la circolazione idrica subsuperficiale risulta assai precaria se non del tutto assenta) dominano soprattutto i seminativi nudi, che si alternano talora a oliveti e filari di viti in prossimità dei centri abitati o laddove siano presenti affioramenti di natura argilloso-sabbiosa, assai più idonei allo sviluppo di tali colture. La sommità del colle di Volterra, infine, presenta uno spesso ed uniforme deposito sabbioso-arenaceo (cfr. Geologia e morfologia) che includendo un acquifero di buona consistenza rende possibile le presenza di numerose piante d’alto fusto (lecci, querce, platani, e, nelle valli settentrinali, estese aree di castagni) che raggiungono talora anche notevoli dimensioni.
Per quanto riguarda infine la fauna, le zone boschive costituiscono la sede ideale per cinghiali e volpi, mentre in aree più protette (Berignone) trovano ospitalità caprioli, mufloni e daini. Più importante è comunque l’avifauna che oltre a numerosi rapaci annovera, tra l’altro, pernici, allodole, colombi, qualglie, merli e pettirossi.