Der Petersberg ist nicht nur wegen der Gebäude auf seinem Gipfel ein spannendes Ausflugsziel. Auch seine bewaldeten Hänge sind ein Anziehungspunkt. Wanderer durchqueren sie mitunter nur, um möglichst schnell den Gipfel zu erreichen. Denn oben entschädigt ein Panoramablick für alle Mühen. Naturfreunde finden dagegen schon beim Aufstieg viele versteckte oder offensichtliche Kleinode rund um den Berg – denn er gehört zum Nationalen Naturerbe.

Herzstück des Nationalen Naturerbes Petersberg sind die teilweise mehr als 150 Jahre alten Buchenwälder. Sie sollen sich in den kommenden Jahrzehnten ebenso wie angrenzende Waldbestände weiter zu Naturwäldern entwickeln und damit Lebensraum für eine noch reichhaltigere Tier- und Pflanzenwelt bieten. Insgesamt entsteht auf einer Fläche von mehr als 600 Hektar wieder natürlicher Urwald. Neben Wäldern bieten auch Obstwiesen, nicht mehr genutzte Steinbrüche, Felsformationen, Weinberge, Bäche, Teiche oder Seen einer großen Zahl an Tieren und Pflanzen Lebensraum.

Allein 730 Pflanzenarten kommen im Gebirge vor. Eine botanische Besonderheit des Petersberges ist die Wald-Bergminze. Die aromatisch-duftende Verwandte der Pfefferminze mit ihren violetten Kronblättern findet sich in NRW ausschließlich hier. Die mit einzeln stehenden Eichen bewachsene „Mondscheinwiese“ gehört zum seltenen Landschaftstyp einer Glatthaferwiese. Hier wachsen rare Pflanzen wie Berg-Flockenblume und Herbstzeitlose.

Das Große Mausohr hat am Petersberg ein regelmäßiges Jagdrevier. Die größte in Deutschland heimische Fledermaus hat eine Flügelspannweite von mehr als 40 Zentimetern. Auch der Hirschkäfer fühlt sich hier wohl. Sein Nachwuchs wächst im Totholz heran. Auch die Vogelwelt ist gut vertreten: sehr viele Mittel- und Schwarzspechte leben in den Wäldern. An den Felsen brüten Uhus und Wanderfalken. Vereinzelt wurde auch die fast ausgerottete Wildkatze wieder im Siebengebirge gesichtet.