Bei der Letzlinger Heide handelt es sich um ein geschlossenes Waldgebiet in einer flachwelligen Landschaft, die von mehreren Hügelketten (Endmoränenzügen) überragt wird. Das Relief bewegt sich zwischen 50 und 160 m ü. NN. Die Hügelreihen werden von einzelnen Trockentälern zerschnitten. Pedologisch treten in den höheren Lagen häufig Sand-Braunerden auf, während in tieferen Lagen Sandpodsol- oder Sandgleyböden überwiegen.
Vorherrschende Nutzungsform ist die Forstwirtschaft.
Die Letzlinger Heide gehört zu den unzerschnittensten Naturräumen Deutschlands und ist daher von hohem naturschutzfachlichen Wert. Besonders bedeutsam sind die Moore und die naturnahen Gewässer (mit Edelkrebs, Feuersalamander, Bergmolch und Laubfrosch aber auch Wasseramsel, Eisvogel, Schwarzstorch und Fischotter).