Das Gebiet des "Nordwestlichen Thüringer Waldes" ist überwiegend von naturnahen Buchen-Mischwäldern bedeckt. Die Oberfläche besteht aus stark reliefierten Schichtstufen mit zahlreichen Felsbildungen, tiefen Taleinschnitten und klammartigen Schluchten. Die Höhen erreichen 200 bis 463 m ü. NN. Die Landschaft reicht bis an die hessische Landesgrenze nordwestlich von Eisenach heran.
Der Großteil der landwirtschaftlichen Nutzfläche in den Tal- und Hanglagen wird als Grünland genutzt. Das Gebiet besitzt eine sehr hohe Bedeutung für die Erholungsnutzung.
Potenziell natürliche Vegetation sind im nördlichen Teil Hainsimsen-Eichen-Buchenwälder kollin-submontaner Ausbildung, im südlichen Teil Hainsimsen-Buchenwälder montaner Ausbildung. Vorranggebiete für Natur und Landschaft liegen im Raum Eisenach. Der "Nordwestliche Thüringer Wald" ist in weiten Abschnitten als FFH-Gebiet "Nordwestlicher Thüringer Wald" gemeldet und auch Teil des Landschaftsschutzgebietes "Thüringer Wald". Innerhalb des FFH-Gebietes liegt das Naturschutzgebiet "Wartburg-Hohe Sonne".