El Desert de les Palmes està enclavat en una muntanya litoral de la comarca de la Plana Alta, paral·lela a la costa, amb abundants crestes i penyals.
La superfície protegida ocupa un total de 3.200 hectèrees i assoleix la cota màxima al pic del Bartolo amb 729 m. d'altura, des d'on s'albiren les terres de l'interior castellonenc, el golf de València i les Illes Columbretes. Prop del cim es pot veure una monumental creu, coneguda com la Creu de Bartolo.
A les muntanyes del Desert de les Palmes es poden distingir diverses línies de cims, com la Serra del Desert, La Serra de Les Santes i Les Agulles de Santa Àgueda. Estes últimes són una sèrie de pronunciats agudells de roca sorrenca. Creuen estes muntanyes diversos barrancs normalment secs, com el de Farches, que desemboca a la mar, i el de Miravet, que forma una xicoteta vall, conreada en algunes árees.
Les característiques geològiques del Paratge són sumament interessantes: el predomini de les arenoses de pinastre contrasten amb els suaus relleus de l'entorn. Estes roques es caracteritzen pel seu color rogenc o granat fosc i proporcionen un tipus de sòl pobre en calç, solts i, en general, de bona qualitat pel desenvolupament de la vegetació.
Des del punt de vista botànic, es tracta d'un enclavament valuós, ja que alberga interessants plantes i comunitats vegetals, algunes d'elles endèmiques o molt poc comunes.
És possible trobar un gran nombre de matolls típics, com ara l’arboç (Arbutus unedo), el marfull (Viburnum tinus), el freixe de riu (Erica arborea), el matapoll (Daphne gnidium), l’aladern (Rhamnus alaternus), el galzeran (Ruscus aculeatus), el càdec (Juniperus oxycedrus), el llentiscle (Pistacea lentiscus) i el margalló (Chamaerops humilis); o enfiladisses, com la rogeta (Rubia peregrina), l’heura (Hedera helix) o la sarsaparella (Smilax aspera).
Existeix una microrreserva de flora de les Agulles de Santa Àgueda i, en menor superfície, el Desert està ocupat per formacions de pinedes amb espècies com el pinastre (Pinus pinaster), que sols creix als terrenys silicis d'arenoses roges, i el pi blanc (Pinus halepensis), que habita en qualsevol tipus de sòl.
La seua localització geogràfica converteix este lloc en un enclavament especial on els habitants dels diversos municipis vénen diàriament per gaudir de les riqueses històriques, naturals i paisatgístiques que conviden a observar, caminar i escoltar tots els valors que este espai natural amaga.
Localització
Ocupa part de cinc termes municipals: Benicàssim, Cabanes, La Pobla Tornesa, Borriol i Castelló de la Plana.