Il Parco S.Bartolo si caratterizza principalmente per il tratto di costa alta, a falesia viva, rara in tutto l'Adriatico. Il resto del territorio protetto è costituito da paesaggio rurale che, fino agli anni cinquanta, era attivamente coltivato anche in luoghi oggi impensabili, ai limiti del mare.
Il Colle San Bartolo presenta dunque due ambienti distinti: la falesia a mare e il versante interno.
Il Parco Naturale del San Bartolo presenta aspetti naturali molto suggestivi, tra questi la fioritura di ginestre odorose (Spartium junceum) che a maggio ammantano di giallo dorato le pendici dei colli che guardano il mare, la falesia con distese di cannuccia di Plinio (Arundo pliniana) che si stendono uniformi fino a riva, la costa ciottolosa che spesso forma una striscia sottile al di sotto di pareti a picco. A seguito del secolare utilizzo da parte dell'uomo la vegetazione si presenta soprattutto negli stadi iniziali e se pure nelle vallecole si stanno insediando formazioni boschive più evolute, alcuni piccoli boschi, interessanti anche per la presenza del cerro (Quercus cerris), sono presenti nel versante interno. Se pure non potendosi trattare di macchia mediterranea poiché il clima è ancora di tipo temperato, vi sono esempi di specie mediterranee quali l'alaterno (Rhamnus alatemus), la fillirea (Phyllirea media), la smilace (Smilax aspera). Il Parco è rilevante anche per la fauna: soprattutto in inverno, quando il disturbo delle attività ricreative e di pesca è più ridotto, ospita un gran numero di specie di uccelli marini. Si possono osservare numerosi gabbiani poco comuni come la gavina, il gabbiano corallino, il gabbiano tridattilo o lo zafferano, ma anche cormorani, lo smergo minore, lo svasso maggiore e lo svasso piccolo, la berta minore, la strolaga mezzana o l'edredone. In primavera particolarmente interessante è invece la migrazione quando il Parco, specialmente nell'area della falesia, è interessato da un notevole passo di rapaci: albanelle, falchi di palude, falchi pecchiaioli, poiane, lodolai e i rari falchi pescatori, ma anche aironi e cicogne, sia la bianca che la nera. Con un po' di attenzione e di pazienza è possibile anche osservare un fenomeno se non raro poco conosciuto, quello dell'arrivo delle farfalle migratrici come le belle Vanesse, dal mare, che giungono sulle nostre coste a primavera. La spiaggia ciottolosa, che rappresenta una tipologia praticamente unica lungo la costa adriatica, presenta una flora e una fauna molto particolare, con molluschi, crostacei, pesci e altri organismi tipici dei substrati rocciosi, tra questi i Chiton o le Haliotis.
Nell'area del Parco Naturale del San Bartolo è compresa un'area in cui la natura si è sposata da tempo alla presenza dell'uomo. Questa, rispettosa dei valori ambientali, aggiunge ulteriore interesse alla visita del territorio del Parco. Il pendio che scendendo dalla cresta della falesia si allontana dal mare conserva un'agricoltura ricca di piante arboree. L'esposizione a solatio e al riparo dalla bora favorisce la crescita di ulivi, vite ed alberi da frutta conservando così l'aspetto del paesaggio agricolo tradizionale, con la molteplicità di case coloniche ed il reticolo di strade che le collega. Oggi solo una parte delle case contadine è abitata da coltivatori a tempo pieno ed alcune ospitano attività agrituristiche mentre le strade campestri costituiscono una rete capillare di percorsi verdi, spesso ombreggiati dalle grandi querce della campagna mezzadrile.
La storia remota ha lasciato tracce importanti del Parco dagli antichi porti scomparsi agli scavi archeologici di Colombarone che stanno mettendo in luce una villa tardo-romana, mentre nel mare ai piedi di Gabicce persiste il mito della scomparsa città di Valbruna. La collana degli antichi centri storici di altura, da Santa Marina a Gabicce Monte, domina dall'alto la falesia. Le viuzze interne dei castelli murati di forte impronta medioevale, nascondono piccole meraviglie come attorno alla piazzetta di Casteldimezzo o ai piedi del campanile di Fiorenzuola di Focara, con alla base la porta aperta sul vuoto del mare. Molti sono i luoghi della fede e della religiosità popolare: dai piccoli cimiteri campestri, pieni di suggestione, al convento di clausura delle Suore Servite, dal convento Girolamino del S. Bartolo (che dà il nome all'intero colle) al Santuario di Casteldimezzo. Le bellezze artistiche di questi luoghi (dal Crocifisso di Jacobello del Fiore alle tele del Viviani) preludono alle grandi ville nobiliari della fascia vicina a Pesaro che dalla quattro-cinqucentesca Villa Imperiale, con i suoi giardini nascosti e le sue sale affrescate, scendono alla settecentesca Villa Caprile, con i suoi famosi giochi d'acqua ed alla adiacente Villa Vittoria del primo ottocento.