Podrobné informace
Svahy obrácené k Berounce a Vltavě tvoří většinou prvohorní břidličná souvrství svrchního ordoviku, zatímco souvrství siluru a devonu vystupují dále k severozápadu i ve svahu nad Vltavou ve výběžku parku u Chuchle. Silurské břidlice a vápence s žílami bazaltů (diabasů) a devonské vápence i břidlice jsou názorně odkryty v mnoha skalních výchozech v bočních údolích přítoků Vltavy a Berounky, zatímco na mezilehlých plošinách jsou povětšině zakryté relikty bazálních vrstev svrchní křídy (cenomanu), popřípadě třetihorními a kvartérními pokryvy.
I když jde o plošinu se zarovnaným povrchem, má celé území členitý ráz dík hlubokým údolním zářezům, které mu při pohledu od Vltavy a Berounky propůjčují malebný kopcovitý vzhled. Podobně je tomu i v jednotlivých údolích, kde četné skalní útvary nejen zpestřují krajinný obraz, ale i názorně odkrývají geologickou stavbu této severovýchodní části Českého krasu stejně jako v úseku Barrandovských skal na severovýchodě parku.
K odkrytí geologické stavby přispívají i četné lomy, dnes většinou již opuštěné, které se nacházejí v různých stupních spontánní revitalizace. Pestrému horninovému podkladu odpovídá i bohatství půd, mezi nimiž se vedle kambizemí a hnědozemí na hlubších zvětralinách respektive sprašových pokryvech uplatňuje i celá škála rendzin, pararendzin a na prudších srázech a skalách i rankerů. Pestrý horninový podklad i členitý georeliéf se obrážejí i v bohatství živé přírody, kterou charakterizují teplé háje od dubohabřin po dřínové doubravy a celá škála skalních stepí, rozrůzněných podle povahy podkladu. Tento stav vedl k vyhlášení řady chráněných území různých kategorií. Do území parku zasahuje svým severovýchodním výběžkem v Radotínském údolí CHKO Český kras.
Z maloplošných území především geologického charakteru jde o důležité geologické profily a naleziště zkamenělin přesahující významem hranice České republiky. V přírodním parku leží národní přírodní památka Barrandovské skály, národní přírodní památka Cikánka I, Cikánka II, národní přírodní památka Černé rokle, přírodní rezervace Homolka, přírodní rezervace Chuchelský háj, přírodní rezervace Klapice, národní přírodní památka Lochkovský profil, přírodní památka Nad závodištěm, přírodní památka Orthocerový lůmek, přírodní památka Radotínské skály, přírodní rezervace Radotínské údolí, přírodní rezervace Slavičí údolí, přírodní rezervace Staňkovka a přírodní památka Zmrzlík. Již sama tato koncentrace chráněných území ukazuje vysokou přírodní a naučnou hodnotu parku. Část území byla vyhlášena k ochraně celých ekosystémů, např. Radotínské údolí, Staňkovka, Slavičí údolí nebo Chuchelský háj.
Při botanickém průzkumu zde bylo zjištěno na 600 druhů vyšších rostlin, ještě mnohem bohatší je zde zvířena - především bezobratlí. Území je značně postiženo těžbou vápenců, která zde probíhá i v současné době. Na druhé straně právě při těžbě kamene byly obnaženy vědecky velmi cenné geologické profily s celou řadou zkamenělin prvohorních živočichů. Vzhledem k uvedenému bohatství se lze zmínit např. jen o nejvýznamnějších skutečnostech, týkajících se bioty. Chuchelský háj představuje snad nejzachovalejší mozaiku dubohabřin, dřínových doubrav i suťových porostů na pražském území díky plně rozvinutému bylinnému patru, které zejména v jarním aspektu uchvátí návštěvníka porosty kvetoucích dymnivek. Zahrnuje v sobě i Chuchelskou skálu, kde na diabasovém podkladě roste kosatec bezlistý, česnek tuhý i třemdava bílá. V přírodní rezervaci Radotínské údolí se zachovaly poslední výskyty včelníku rakouského a lomikamene vždyživého na území Prahy, v pásu Barrandovských skal pak největší souvislý porost bělozářky liliovité.
Přestože území přírodního parku bylo značně dotčeno těžbou kamene, především vápenců, i existencí dnešní Lochkovské cementárny přímo v centru parku, je zde zachováno stále takové bohatství přírodních hodnot, jako málokde v českých zemích. Území má prvořadý význam pro krátkodobou rekreaci pražského obyvatelstva i jako cílová oblast odborných exkurzí vysokých škol a mezinárodních kongresů a sympozií.