Questa valle ha una struttura geografica piuttosto lineare. L'unica "trasgressione" é costituita nel paesaggio dalla cosiddetta "Vena del Gesso", l'imponente bastione gessoso delimitato ad est dal fiume Senio e ad ovest dal fiume Santerno, fra i comuni di Borgo Tossignano e Riolo Terme - Casola Valsenio, che taglia la valle trasversalmente.
La vena si distingue nettamente dal paesaggio circostante per la sua tipica morfologia a dirupi verso sud e a declivi boschivi verso nord. Variegata la sua flora: vi si possono trovare roverella, ginestra, pioppo, ginepro, rosa canina ed altre specie sia mediterranee che tipicamente montane. Risulta abbastanza ricca anche la fauna, pur se non specifica.
      Costituendo l'unica area carsica della Romagna, fornisce tipico esempio di tutti i fenomeni erosivi dovuti allo scorrere dell'acqua sul gesso: grotte, pozzi, doline (introvabili in tutto il restante territorio appenninico) ed altri ancora, visitabili facilmente in piccola parte e solamente da speleologi esperti in larga misura.
In tutto il medio e alto Appennino rimanente, troviamo una formazione sedimentaria costituita ovunque da (rocce) marne e arenarie, piuttosto friabili e tenere, tanto da conferire al paesaggio forme tendenzialmente morbide e rotonde.
I rilievi più imponenti sono il Monte Carzolano (1187) da cui ha origine il fiume Senio e il Monte La Faggetta (1144).
      Fanno parte della Valle del Senio i Comuni di Casola Valsenio, Riolo Terme e Brisighella.
Casola Valsenio é particolarmente rinomata per il proprio giardino officinale, uno dei maggiori d'Italia, divenuto centro di studi all'avanguardia del settore, ormai utilizzato, per la sperimentazione e l'utilizzo delle oltre quattrocento piante presenti, anche da alcune università.
Centri termali dalla fama consolidata, Riolo Terme e Brisighella sono anche in grado di rispondere alle esigenze di un turismo diverso da quello tipicamente "termale".
Entrambi i comuni infatti, sorti insieme a Casola in epoca medioevale, sono ricchi di testimonianze architettoniche risalenti al loro passato e parallelamente capaci di offrire i prodotti tipici di un territorio ancora in buona parte integro dal punto di vista ecologico.