Il valore naturalistico del parco è rappresentato dal bosco: un querceto misto in cui le specie dominanti sono il rovere, la farnia e il cerro. La presenza di quattro specie di Quercus, favorisce la formazione di numerosi ibridi e di forme intermedie di difficile assegnazione sistematica. Di una certa importanza per le attività antropiche il castagno e la robinia utilizzati come legna da ardere, ma un tempo soprattutto per le palature delle vigne. La presenza del faggio rappresenta un residuo delle faggete diffuse su tutta la zona al termine dell'ultimo periodo glaciale. Nel sottobosco si trovano il nocciolo, l'edera e il caprifoglio.
Tra scorci paesaggistici di grande suggestione, colline coperte
prevalentemente da boschi si susseguono lasciando di tanto in tanto
spazio a prati, campi e vigneti. Un ambiente incontaminato dove è
possibile scoprire un ricco patrimonio di specie floro-faunistiche.
Dal punto di vista geologico l'area si inserisce nel Bacino Terziario
Ligure Piemontese. Numerosi sono gli affioramenti di sabbie e argille
ricche di ritrovamenti paleontologici: conchiglie, molluschi, resti di
mammiferi marini.
Agli aspetti naturalistici si affiancano le testimonianze storiche e
culturali di un territorio che ha origini molto lontane nel tempo (già
abitata dall'uomo preistorico, popolata dalla tribù dei Sarmati da cui
deriva il nome della valle, in epoca medioevale feudo degli Scarampi,
degli Incisa e dei Crova). La Val Sarmassa è stata fonte di ispirazione
di un grande giornalista e scrittore del dopoguerra, Davide Lajolo,
nativo di Vinchio, che ha cantato queste terre in tanti suoi saggi e
romanzi.
L'area protetta, costituita da due distinte valli, in remotissime epoche geologiche sommerse dal mare, è oggi costituita da un territorio collinare in cui si inseguono, con ritmo discontinuo, vallate boschive e selvagge. L'istituzione della Riserva ha come scopo principale la salvaguardia del patrimonio paleontologico rappresentato dai reperti fossili (conchiglie e resti di animali marini e terrestri) presenti in alcuni strati sedimentari affioranti lungo le pareti delle vallate. Essi risalgono al periodo pliocenico (5-1,8 milioni di anni fa) quando il mare occupava tutta la Pianura Padana fino all'arco alpino. La Riserva della Valle Andona e Valle Botto, ora ampliata alla Valle Grande, offre anche spunto per interessanti osservazioni naturalistiche. I pendii delle colline un tempo coltivati prevalentemente a vigneto sono ora coperti di boschi di robinie, carpini, farnie. Nel sottobosco le specie dominanti sono il nocciolo, la fusaggine, i caprifogli e la vitalba.