Im Bereich des Mittleren Maintals fällt die Talsohle von 195 auf 166 m ü. NN ab und der Main hat sich 100 bis 120 m in den Untergrund aus Muschelkalk eingetieft. Die im Schnitt 1 km breite Talsohle, in der häufig behindert durch Buhnen und Uferbefestigungen der Main leicht mäandriert, wird von der Volkacher Schlinge bis nach Würzburg von steilen Hängen begrenzt. Bei Karlstadt und oberhalb von Würzburg befinden sich zahlreiche Steinbrüche. Grünlandbereiche sind in der Talaue angesiedelt, während die Mainhänge für den Weinbau genutzt werden.
Der Weinbau dominiert an den Mainhängen.
Bedeutende Lebensräume sind Baggerseen, Altwässer, Feuchtbereiche, Reste von Flussauwäldern, offene Sand- und Kiesflächen sowie Ruderalfluren. Außerdem ist der Main Hauptvernetzungselement für fließgewässergebundene Lebensraumtypen für ganz Nordbayern und landesweit bedeutsames Rast- und Überwinterungsgebiet für Zugvögel. Die intensive anthropogene Nutzung des teilweise gestauten und kanalisierten Mains beeinträchtigt massiv die Lebensraum- und Ausbreitungsfunktion der Aue.