Polesie Wołyńskie cechuje się zróżnicowanym krajobrazem – wyżynnym, charakteryzującym się występowaniem pagórów zbudowanych z opok na południu oraz nizinnym występującym na kredowym i marglistym podłożu na północy.

Elementem charakterystycznym szaty roślinnej są torfowiska niskie oraz murawy kserotermiczne. Niezwykle cenne przyrodniczo są torfowiska węglanowe, powstałe w obniżeniach terenu w bezpośrednim sąsiedztwie wzgórz zbudowanych z kredy piszącej. Znaczną powierzchnie tych torfowisk porastają łany kłoci wiechowatej (roślina pochodzenia atlantyckiego). Pośród nich rozrzucone są wysepki z murawami kserotermicznymi. Taka mozaika zbiorowisk torfowiskowych i ciepłolubnych jest zjawiskiem wyjątkowym w skali Europy.

Chełmskie torfowiska są ostoją jednej z największych w Europie populacji wodniczki – zagrożonego wyginięciem ptaka związanego z szuwarami.

W krainie tej znajdują się dwa parki krajobrazowe – Chełmski i Strzelecki.