Следующей природной особенностью района является смешанный лесостепной характер растительности и животного мира. Интенсивная хозяйственная деятельность, высокая плотность населения привели к сокращению численности видов флоры и фауны, поэтому сегодня территория является резервным охотничьим участком. Большая часть лесных насаждений сделана за последние 40 лет. Особенно полезными оказались лесополосы автомагистралей и границ полей, оврагов.
В связи с деятельностью шахт значительно изменился ландшафт: появились участки подвалки, заболоченные участки. С течением времени почвы тоже изменились, сегодня основными являются выщелоченные и оподзоленные черноземы.
Рельеф на западе, северо-западе и севере сильно расчленённый, в центральной части слегка всхолмлённый, на востоке - слабо расчленённая равнина, на юге и юго-востоке - волнистый, изрезанный сложной сетью глубоких оврагов, высотой до 293 м (на юге). В пределах Тульской области сосредоточены месторождения Подмосковного угольного бассейна; кроме того, имеются залежи железной руды и различных стройматериалов.
Ключевой топоним для понимания карты Тульской области — Среднерусская возвышенность. Хребтина этой линейно вытянутой возвышенности тянется с юга, от Украины чуть не под самую Москву. Северная граница совпадает примерно с границей между Тульской и Московской областями.
Тульская область — словно наконечник на севере этого «хребта». Но не совсем правильно было бы сказать, что область занимает северный скат Среднерусской возвышености. Да, она занимает крутой северный, обращенный к Москве, скат. Но она занимает и часть пологого южного. На территории области находится высшая точка всей Среднерусской возвышенности (293 м) и всего юго-западного сектора Европейской России (южнее Смоленско-Московской и западнее Приволжской возвышенности). Здесь — перелом «кровли» возвышенности, и отсюда начинается постепенное снижение к югу — к Приднепровью, к Азовскому и Черному морям.
Тульскую область правильнее всего было бы уподобить не скату, а куполу. Территории многих стран и областей оформились в водосборных бассейнах рек или групп рек и «огорожены» естественными рубежами в виде возвышенностей, хребтов, кряжей, увалов. В отличие от них, Тульская область — на «водоразбросной» территории, на водоразделе. Раскрытым на 360° веером разбегаются во все стороны с тульского купола маленькие речушки, среди которых, между прочим, и верховья Тихого Дона. Верхняя Ока лишь чиркает по западным и северным рубежам области, но нигде не становится структурообразующим стержнем территории.
Около 80% территории относится к бассейну Оки, которая протекает по западной и северо-западной окраинам области (длина в пределах области 220 км); основные притоки - Упа, Осётр, Зуша. В т.ч. истоки и часть верхнего течения Дона и его притоки - Непрядва и Красивая Меча.
Особенностью гидрографии района является его местоположение на водоразделе Волго-Окского и Донского бассейнов. Речки и ручьи равнинного типа, большое количество родников, остатков болот, прудов формируют водный режим района. Крупными реками являются Дон с притоками Бобрик и Люторичь на востоке. Шиворонь - на западе района.
Почвенно-растительный покров на территории области различен, это связано с тем, что по ней проходит три природные зоны - лесная, лесостепная и степная. В северной части региона расположена зона еловых и пихтовых лесов с примесью дуба, южнее - широколиственные леса, а на юго-западе простираются степи.
На территории области в почвенном покрове преобладают дерново-подзолистые, серые и темно-серые оподзоленные почвы. Вдоль рек под тонким верхним слоем черноземов лежат бурые суглинки, яркие песчаники и глины разных цветов и оттенков, встречаются линзы торфа. На песчаных речных террасах произрастают сосновые боры. К югу располагаются степи с темно-каштановыми почвами. Земли сельскохозяйственного назначения составляют 70,8% всех земель области, из них пашня занимает 81,3%.
В Тульской области произрастают лекарственные растения из 5 отделов и 18 семейств. Большинство отделов представлены 1 видом. Больше всего в области покрытосеменных- 85%. Среди них самым богатым лекарственными видами является Семество сложноцветные - 8 видов (25%). Это такие растения, как мать-и-мачеха, одуванчик лекарственный, полынь горькая и др. Среди лекарственных растений Тульской области преобладают виды, у которых сырьем является трава, т.е. надземная часть с цветками, стеблями, листьями. Есть растения , у которых заготавливаются плоды- рябина, можжевельник; корни- одуванчик лекарственный и др.
К числу грибов, образующих микоризу в Тульской области, относятся всем хорошо известные съедобные грибы - белый, осиновик, березовик, грузди, маслята, волнушки. Эти грибы специализированы к образованию микоризы с определенными растениями, и именно поэтому каждый грибник ищет их в определенных лесах. Запасы съедобных грибов в округе до сих пор никто не оценивал. Они велики, и здесь встречаются все или почти все традиционно используемые в России виды грибов.
Из ягодных ресурсов Тульской области можно отметить такие растения, как жимолость (местами), много красной и черной смородины, крыжовника, шиповника, малины, брусники, костяники, черники.
Особо охраняемые природные территории (ООПТ) предназначены для сохранения типичных и уникальных природных ландшафтов, разнообразия животного и растительного мира, охраны объектов природного и культурного наследия. Полностью или частично изъятые из хозяйственного использования, они имеют режим особой охраны, а на прилегающих к ним участках земли и водного пространства могут создаваться охранные зоны или округа с регулируемым режимом хозяйственной деятельности.
Существующие категории ООПТ (государственные природные заповедники, в том числе биосферные, национальные парки, природные парки, государственные природные заказники, памятники природы, дендрологические парки и ботанические сады, лечебно-оздоровительные местности и курорты) органами исполнительной власти или местного самоуправления могут дополняться другими категориями: территориями, на которых находятся зеленые зоны, городские леса, городские парки, памятники садово-паркового искусства и др.
Центральное место среди ресурсов экологического туризма занимает Детский парк г. Новомосковска. Детский парк - уникальный природно-культурный объект г. Новомосковска, центра крупнейшей промышленной агломерации, основанного в 1930 г. Его уникальность объясняется рядом причин. Во-первых, лесистость Новомосковского района составляет всего 5%, причем все лесные насаждения искусственные. Одно из них - Детский парк. Во-вторых, деревья парка были посажены в 1930-х годах для защиты строящегося города от северного ветра, несущего выбросы предприятий промзоны. Со временем основной функцией парка стала рекреационная, что, однако, значительно увеличило антропогенную нагрузку на все компоненты его экосистем. И, в-третьих, именно здесь берет свое начало одна из крупнейших европейских рек - Дон. Участок верхнего течения Дона в черте г.Новомосковска в 1994 г. объявлен памятником природы районного значения.
По результатам оценки лесов Нечерноземья с позиции их рекреационной значимости можно сказать, что леса и прежде всего лесные массивы зеленых зон Московской, Смоленской, Брянской, Калужской, Орловской, Тульской, Рязанской, Нижегородской, Владимирской областей, республик Марий Эл, Чувашской и Мордовии следует считать важнейшим климатотерапевтическим фондом страны.
Лечебно-оздоровительные местности (курорты) выделяются в целях их рационального использования и обеспечения сохранения природных лечебных ресурсов и оздоровительных свойств. Все курорты условно подразделяются на климатические (приморские климатические, горноклиматические), бальнеологические, бальнеогрязевые, бальнеоклиматические.
Природные лечебные ресурсы - это природные объекты, обладающие лечебными свойствами, выявленными в результате многолетней практики их использования или соответствующих научных исследований. К природным лечебным ресурсам относятся минеральные воды, лечебные грязи, климатические особенности, живописные ландшафты, леса, лесопарковые насаждения, альпийские луга, местности, пригодные для кумысолечения, рапа лиманов и озер, акватории морей и внутренних водоемов, другие редкие природные объекты, такие, как гелиотермы, нафталанская лечебная нефть, горячий пар и газ, карстовые, соляные пещеры, используемые для лечения, профилактики заболеваний и организации отдыха населения.
В 19 веке в Тульской области был открыт грязевый курорт «Краинка» с уникальными лечебными водами. С конца 19 века началось паломничество туристов из российских столиц на отдых в уникальные сосновые боры под городом Алексин на реке Ока. Бальнеологический курорт находится в экологически благополучной местности в Тульской области, на левом берегу реки Черепеть, среди смешанного леса. На территории санатория - старинный липовый парк.
Лесные памятники природы занимают 24,45 тыс. га, крупнейший - Тульские засеки - одна из немногих сохранившихся естественных дубрав в центре России. Тульские засеки - ценные лесные массивы, имеющие важное историческое и научное значение. Площадью 74,3 тыс. га размещаются полосами шириной 2-5 км. там, где с 13 в. на южных границах русского государства для защиты от нападения монголо-татар создавались системы заграждений (засечные линии) из поваленных деревьев, рвов, укреплённых острогов. Преобладают широколиственные насаждения, в основном из дуба с участием липы, ясеня, клена, ильмовых пород высокой производительности. В Тульских засеках разработаны методы проведения рубок ухода за дубравами, получившие широкое распространение в лесном хозяйстве страны. Многолетняя история лесокультурного дела в Тульских засеках имеет большое значение для степного лесоводства.