Das Kochertal (ca. 200 bis 250 m ü. NN) verläuft weitgehend parallel zur Jagst und ist tief in den Muschelkalk der nordöstlichen Gäuplatten eingeschnitten. Es trennt somit die mittleren von den westlichen Kocher-Jagst-Ebenen. Als typischer Talmäander sind die Prall- und Gleithänge stark ausgeprägt. Die Höhenunterschiede vom Tal zur Höhe können über 180 m betragen. Feinsandige Lehme in der Talaue wechseln sich mit Rohböden, flachgründigen Muschelkalkrendzinen und Braunerden an den Hängen ab. Die Talhänge sind vielfach mit Laubwäldern bewachsen, während hingegen im feuchten Talgrund Wiesen vorzufinden sind.
Das Tal ist vorwiegend durch die extensive Nutzung als Wiese, Obstwiese oder Magerrasen gekennzeichnet. An den Sonnenhängen wird Obstbau und, besonders um Ingelfingen, hochwertiger Weinbau betrieben. An einigen Hängen ist auch die forstwirtschaftliche Nutzung möglich. Durch die hohe Dichte und ästhetische Vielfalt an Burgen und Mühlen sind die Talhänge touristisch stark erschlossen.
Der Naturraum zeichnet sich durch eine hohe Vielfalt an Lebensraumtypen aus. Besonders an den Altarmgebieten haben sich typische Stillgewässerbiotope entwickelt. Aber auch die Kulturbiotope wie Tal- und Obstwiesen und Magerrasen stellen ortsweise naturschutzfachlich bedeutsame Lebensräume dar. Als Kennzeichen eines früher weiter verbreiteten Weinbaus finden sich an den Hängen floristisch und faunistisch bedeutsame Steinriegel. Die Steilufer der Kocher bieten für Alcedo atthis (Eisvogel) gute Brutmöglichkeiten. Lange Strecken der Kocher sind allerdings verbaut und begradigt. Jedoch steht der südliche Teil des Kochertals weitestgehend unter Landschaftsschutz. Darüber hinaus gibt es mit "Vogelhalde Sindringen-Ohrnberg" und "Unteres Bühlertal" zwei großflächige FFH- und Naturschutzgebiete.