Das Lahntal wird begrenzt vom Taunus im Süden sowie vom Westerwald im Norden. Es ist eine Trogfläche des Rheinischen Schiefergebirges, dem sich im Osten der städtische Verdichtungsraum um Gießen und Wetzlar und im Westen das Obere Mittelrheintal anschließen. Das Lahntal ist über weite Strecken durch einen relativ engen Talboden und steile Hängen charakterisiert, die zwischen 50 und 200 m zu randlich begleitenden geologisch älteren Terrassensystemen aufragen. Diese sind deutlich flacher geneigt. Die Steilhänge sind größtenteils bewaldet, die Talaue hingegen ist weitgehend waldfrei und landwirtschaftlich, meist als Grünland, genutzt. Lediglich das Limburger Becken durchzieht die Lahn in einem weniger ausgeprägten Tal. Das Landschaftsklima ist trocken-warm. Die durchschnittlichen Jahresniederschläge liegen zwischen 600 und 650 mm. Die jährliche Jahresdurchschnittstemperatur beträgt 8° C.
Laubwald nimmt im Norden als größere Waldfläche und im Südwesten an den Hängen zur Lahn einen besonderen Stellenwert ein, ansonsten ist seine Verteilung eher randlich gestreut. Das Grünland konzentriert sich bandförmig im Süden besonders in der Aue. Vor allem südlich von Gießen sind größere zusammenhängende Flächen mit Beständen von Streuobstwiesen zu finden. Ackerbau wird gehäuft in der Mitte des Landschaftsraumes und im Norden betrieben, wobei die Schläge im Süden eher mittel bis groß sind, ansonsten eher mittel bis klein. Daneben kommt dem Tourismus ein besonderer Stellenwert zu.
Von naturschutzfachlicher Bedeutung sind die mesophilen Laubwälder. Selten und als Mangelbiotope verzeichnet sind die Auen- und Erlenbruchwälder. Ebenfalls naturschutzfachlich bedeutsam sind die Hecken und Gehölze sowie die gewässerbegleitenden Gehölzsäume. Die Lahnhänge sind Bestandteil des europäischen Schutzgebietssystems Natura 2000. Außerhalb der Schutzgebiete gehören weitere Bereiche zu den Kernzonen des bundesweiten Biotopverbundes.