Jest to niewielka ostoja o bardzo dużych walorach przyrodniczych, które wciąż są uzupełniane i aktualizowane o kolejne rzadkie, chronione, cenne gatunki roślin, grzybów i zwierząt.

Południowa część obszaru obejmuje zachodnie przedłużenie Pasma Masłowskiego z Górą Wierzejską 375 m n.p.m. W budowie geologicznej tej części Ostoi dominują piaskowce i poprzecinane uskokami mułowce z wkładkami iłów i zlepieńców dewonu dolnego.
Północna część obszaru należy do zachodniej części Wzgórz Tumlinskich, które na tym terenie budują głównie piaskowce i mułowce kambryjskie. Fragment doliny rzeki Sufraganczyk i jej dopływu wypełniają głównie holoceńskie mułki, piaski i żwiry rzeczne. Można tam również spotkać plejstoceńskie piaski i żwiry wodlolodowcowe i rzeczne.

Jest to obszar leśny. Występuje tu głównie las jodłowo-bukowy z domieszką świerka, dębów, graba.W Ostoi tej głównym celem ochrony jestwyżynny jodłowego bórjodłowy, uważanym za zbiorowisko endemiczne Polski, występujące jedynie w Górach Świętokrzyskich i na Roztoczu. Poza tym znajduje się tu dobrze zachowana kwaśna buczyna. Tutejsze zbiorowiska leśne mają charakter puszczański i stanowią miejsce bytowania wielu ciekawych i interesujących owadów, w tym bardzo rzadkiego zgniotka cynobrowego czy przeplatkiaurinii gatunków z załącznika II Dyrektywy Rady 92/43/EWG.
Prócz owadów na uwagę zasługują wciąż na nowo odkrywane tu liczne gatunki chronionych i rzadkich grzybów (dotąd stwierdzono tu 100 gatunków grzybów z czego niemal połowa posiada wysokie status ochrony lub uznana jest za zagrożone wymarciem). Na terenie Ostoi znajdują się śródleśne źródliska dające początek naturalnym bezimiennym ciekom, które zasilają strumień Sufragańczyk będący dopływem Sufragańca. W misach pomiędzy wzniesieniami wzdłóż cieków utworzyły się cenne higrofilne zbiorowiska leśne w tym łęgi i  olsy. Tuż przy granicach Ostoi znajdują się niewielkie, będące leśnymi enklawami i niezwykle cennymi miejscami polany, zwane „Polanami Wierzejskimi”. Są to torfowiska i łąki trzęślicowez licznymi rzadkimi gatunkami roślin (rosiczka okrągłolistna, pięć gatunków storczyków, mieczyk dachówkowaty). W cienistych borach jodłowych Ostoi stwierdzono większość świętokrzyskich stanowisk podrzenia żebrowca, rzadkiej, wyżynnej paproci będącej reliktem polodowcowym.

Pod względem fitosocjologicznym dominuje tu świętokrzyski bór jodłowy Abietetum polonicum  oraz kwaśna buczyna Luzulo-Fagenion. W części zachodniej kompleksu, występują: grąd środkowoeuropejski i subkontynentalnyGalio-Carpinetum, Tilio-Carpinetum, żyzne buczyny DentarioglandulosaeFagenion, Galio odorati-Fagenion, a w południowo-zachodniej części i wzdłuż cieków łęgi wierzbowe Salicetum albo-fragilis, topolowe Populetumalbae, olszowe Alnenionglutinoso-incanae i jesionowe oraz olsy źródliskowe. Na niewielkich areałach występują też bory sosnowe i bory bagienne ze świerkiem.

Ważnym elementem przyrodniczym są śródleśne polany i niewielkie fragmenty zmiennowilgotnych łąk trzęślicowychMolinion a także torfowiska przejściowe przeważnie z roślinnością z klasy Scheuchzerio-Caricetea.

Drzewostany w lasach wierzejskich mają od 45 do 200 lat.

W najbardziej wilgotnych i niedostępnych miejscach, przede wszystkim wzdłuż cieków, zalega duża ilość martwego drewna tak stojącego, jak leżącego w różnym stopniu rozkładu.
Występują tu takie gatunki jak: wilk, popielica, łoś, rzadkie gatunki nietoperzy (mopek, borowiaczek) oraz rzadkie gatunki ptaków leśnych: puszczyk uralski, sóweczka, włochatka, dzięcioł białogrzbiety, dzięcioł zielonosiwy, dzięcioł średni, siniak, jarząbek, bocian czarny.
Ostoja ma charakter surowego, chłodnego i cienistego górskiego boru o charakterze naturalnym.

Zagrożenia:
• Intensywna gospodarka leśna;
• Antropopresja związana z położeniem przy granicach miasta Kielce.
• Nieracjonalnie prowadzona zabudowa mieszkaniowa i usługowa
• Realizacja dużych inwestycji liniowych
• Odwodnienie, wysychanie cieków wodnych, zarastanie siedlisk higrofilnych

Stowarzyszenie M.O.S.T. gromadzi dane przyrodnicze na temat Ostoi Wierzejskiej jak i lasów przylegających do jej granic, rozpościerających się pomiędzy Kielcami, Tumlinem, Zagnańskiem i Kajetanowem.

Gromadzone dane wykorzystywane są przy realizacji projektów czynnej ochrony przeplatkiaurinii i nietoperzy oraz projektów edukacji przyrodniczej.