Situado en la Comarca del las Cinco Villas en la provincia de Zaragoza es encuentra esta Sierra con un gran valor ecológico y geológico. Su ubicación fronteriza hace que influyan características mediterráneas atenuadas por influencias atlánticas.
Geológicamente la Sierra constituye un anticlinal cabalgante de materiales calizos y margosos, dando lugar a relieves de paredes verticales de roca caliza cuyas cimas no superan los 1200 metros de altitud. Esta combinación de materiales dotan el paisaje de una gran importancia resaltando Keuper, la Fuente del Yeso, la Cueva de Cristal (Longás), conglomerados de Malpaso y barranco de Siaskas en Luesia.
El río Arba de Luesia ha ido excavando los materiales más blandos (margas y arcillas) dejando al descubierto los estratos más duros de rocas areniscas, formando pozas de gran belleza, caso del Pozo de Pigalo y Pozo de Santa María en Luesia. A su paso por Biel, el Arba, en su curso alto ha dejado al descubierto las areniscas duras combinadas con mineral de cobre en la zona conocida como La Mina. Más abajo de Biel, el río ha horadado el conglomerado formando estrechos, como el conocido Pozo de Tronco.
La singular orografía de la sierra de Santo Domingo genera la existencia de una gran riqueza de formaciones vegetales, que cubren sus laderas y se estructuran según los requerimientos de temperatura y humedad, con algunas peculiaridades fruto de las inversiones térmicas existentes en barrancos.El paisaje de la sierra Santo Domingo se configura como un mosaico de formaciones boscosas naturales, pinares de repoblación, matorrales de transición, pastizales de gran valor ecológico y formaciones rocosas con vegetación incipiente. Todas estas formaciones albergan una gran riqueza faunística, ya que esta Sierra favorece una cohesión ecológica entre el valle del Ebro y Prepirineo.
