Den geologischen Untergrund der „Zwölf Apostel“ bilden die dickbankigen Schichtkalke des Treuchtlinger Marmors, einer Gesteinsart des Weißen Jura. An den Schwellen des Weiß-Jurameeres entwickelten sich als erdgeschichtliche Besonderheit sogenannte „Schwammkalksteine“. Sie verwittern schwerer und wurden deshalb als Felsen herauspräpariert.
Die Vegetation des Schutzgebietes – 1984 wurde es als Naturschutzgebiet mit einer Fläche von ca. 15,2 Hektar ausgewiesen, 1988 wurde ein Pflege- und Entwicklungsplan erstellt – gliedert sich in zwei Komplexe. Auf dem Plattenkalk finden sich weitläufige Halbtrockenrasen (Kalkmagerrasen), die in lichte Wacholder-Kiefern-Wälder übergehen. Im oberen Bereich der Felstürme mit ihren Felsspalten- und Felsbandgesellschaften liegt ein kleinräumiges Mosaik aus echtem Trockenrasen. Jahrhundertelange Beweidung durch den Menschen ließ hier eine neue Lebensgemeinschaft aus Pflanzen und Tieren entstehen. Ursprünglich waren die Flächen der heutigen Halbtrockenrasen oder Wacholderheiden überwiegend von Rotbuchen- und Eichenmischwäldern bedeckt. Seit dem frühen Mittelalter trieb der Mensch Schafe und Ziegen in diese Wälder. Das Weidevieh verbiss die aufkommenden Jungbäume und der Mensch fällte die Bäume als Brenn- und Bauholz. So breiteten sich im Laufe der Jahre licht- und wärmeliebende Pflanzen sowie Tiere aus.
Viele dieser ökologisch anspruchsvollen Arten wanderten aus dem Mittelmeerraum und den Steppengebieten Südosteuropas bis ins mittelfränkische Becken ein. Einige für Magerrasen typische Arten sind das Sonnenröschen, die Karthäuser-Nelke, die Küchenschelle, die Ästige Graslilie, die Violette Stendelwurz, der Echte Gamander oder der Berg-Gamander.
In der Tierwelt haben sich Arten hervorgetan, die mit dem extremen Standortfaktoren gut zurechtkommen, z. B. Nahrungsspezialisten wie der Dungkäfer und zahlreiche Fliegenarten, Pflanzensaftsauger frisch austreibender Triebe wie Zikaden sowie der Trockenheit gut angepasste Arten wie Bläulinge und diverse Heuschreckenarten. Durch besondere Pflegemaßnahmen ließ sich auch der besonders schön gezeichnete Apollofalter, der vorher stark in seinem Bestand gefährdet war, wieder heimisch nieder.
Durch traditionelle Hüteschafhaltung zusammen mit auf das Gebiet abgestimmte Landschaftspflegemaßnahmen, die bereits seit 1974 betrieben werden (Mahd- und Entbuschungsmaßnahmen), kann der charakteristische Zustand und Artenreichtum erhalten werden. 187 seltene und geschützte Pflanzenarten der Roten Liste sind auf Mager- und Trockenstandorte angewiesen.
Der prämierte und äußerst beliebte Altmühltal-Panoramaweg führt im oberen Bereich der Hanglage über die Felsgruppe „Zwölf Apostel“ und bietet einen einmaligen Ausblick auf das Solnhofer Tal.
