Der Osning-Kamm beginnt im Süden als breites Bergland, das von Westen her allmählich ansteigt und nur am Ost-Rand in den dort anstehenden Kreidemergeln, -sandsteinen und Jurakalken steilere z.T. kammartige Formen annimmt. Auf den sanfteren Bergen im W herrschen mergelig-tonige Böden vor. Die Höhenlage beträgt hier 330 bis 450 m ü. NN. Nach Norden setzt sich der Kamm in Turonkalken fort, die am Fuß des Osnings, insbesondere im Südwesten, z.T. von eiszeitlichen Sandablagerungen bedeckt sind. Nach einer Unterbrechung durch das Stadtgebiet von Bielefeld und einer Verwerfung setzt sich der Osning als steiler Sandsteinkamm fort (bis über 300 m ü.NN), dem auf der Südseite Kuppen und schmale Rücken aus Pläner- und Turonkalken vorgelagert sind. Diese sind durch eine schmale Hangstufe vom Hauptkamm getrennt, nur zwischen Amtshausen und Ascherloh von einer breiteren Mulde. Diese ist auch das einzige größere Gebiet in der waldreichen Landschaft, das landwirtschaftlich genutzt wird.
Der Gebirgskamm ist hauptsächlich mit verschiedenen Buchenwaldgesellschaften bestanden. Die Mulde im Norden ist ackerbaulich genutzt, im Süden befindet sich ein kleines Grünlandgebiet. Stellenweise wird Kalk abgebaut.
Große Teile der Landschaft sind landesplanerisch sowie als EU-Vogelschutz- und FFH-Gebiete gesicherte Gebiete zum Schutz der Natur. In diese eingestreut befinden sich mehrere kleinere NSG. Auf den Kuppen und Kämmen des östlichen Teutoburger Waldes befinden sich ausgedehnte Niederwälder auf Kalk und Buchenwälder mit eingestreuten Heideresten, Kalkmagerrasen, Feuchtwiesen, artenreiche Kalkäcker und Steinbrüche. Es ist die nordwestliche Verbreitungsgrenze vieler Arten, z.B. Hepatica nobilis (Leberblümchen) und es gibt hier Brutvorkommen Bubo bubo (Uhu). Der südliche, sanfter geformte Teil der Landschaft ist Bestandteil eines bundesweit bedeutsamen Waldkorridors mit Vorkommen u.a. mehrerer Spechtarten und einem Hangmoor im Norden des Gebiets mit verschiedenen Sonnentau-Arten. Beide Gebiete sind gesamtstaatlich repräsentativ, das nördliche ist Bestandteil des Naturparks "Teutoburger Wald - Wiehengebirge", das südliche gehört zum Naturpark "Eggegebirge und südlicher Teutoburger Wald". Neben den Schutzgebieten sind weitere Waldflächen und/oder besonders trockene und feuchte Bereiche als "National bedeutsame Flächen für den Biotopverbund" erfasst worden.