馬鞍山海拔702米，其主峰馬頭峰與副峰牛押山相倚，兩峰急起，居中內陷。史籍清嘉慶《新安縣志》曾描述：「馬鞍山在縣東八十里，枕東洋，形如馬鞍。」形容馬鞍山依傍著海邊（「東洋」可指大海），成馬鞍之形。在清代，由兩位秀才許永慶及羅文祥所作的《竹枝詞》（圍村歌謠，又名《圍名歌》或《圍頭歌》）也曾記述二人遊覽馬鞍山一帶時的經歷：「石壟仔細定行蹤，直上昂坪捉地龍；回首馬鞍山頂望，居然人在廣寒宮。」意謂二人由石壟仔走至昂坪高原，回望馬鞍時已是皓月當空（廣寒宮是神話裡月亮中的宮殿）。

馬鞍山的岩石以火成岩和沉積岩為主。約在一億年前，一列巨大的流紋岩（火成岩的一種）脈入侵馬鞍山，遂形成今日巍峨的形態。馬鞍山因地質作用而集成不少礦物，其獨特的地理環境亦孕育出不同的動植物物種。其中鐵礦、赤麂與杜鵑最為著名，被譽為「馬鞍三寶」。

馬鞍山盛產鐵礦，香港鐵礦公司自1906年起已嘗試在此進行採礦活動。日治時期，礦場一度由日軍接管。及至1949年，輾轉接手採礦業務的大公洋行與日本企業合作採礦。當時的礦工及其家眷在礦場搭建宿舍，更興建學校、教堂和等設施，儼如一個小社區。全盛時期，礦村多達5,000人聚居。隨著鋼鐵的需求下降，礦場在1976年3月停止運作。2012年，基督教香港信義會將曾用作教育和醫療服務的校舍及禮拜堂等建築物活化為「鞍山探索館」，並提供導賞團服務，帶領公眾參觀礦村的建築物及昔日礦場遺址，從而認識馬鞍山的礦業史。2016年，礦場的部分礦洞外牆和天主堂（聖若瑟堂）建築群被評定為二級歷史建築；而選礦廠、信義會恩光堂和礦務居地構築物則被評定為三級歷史建築。

「三寶」之一的赤麂是鹿科動物，背部呈黃褐色，雄性頭部長粗角，雌性則無角。牠們廣泛分布於香港郊區，曾被誤認為黃麖。《新安縣志》曾記述：「黃麖即麞，似鹿而小，毛黃黑色，性喜驚。觸物則走，飲水見影則奔。道書云：『麞鹿無魂，故動輒慞惶也。』官富、大帽、馬鞍等山皆有之。」由此可見，這種動物生性膽小，並曾於九龍群山（曾統稱為「官富山」）、大帽山及馬鞍山一帶出沒。赤麂喜晝伏夜出，日間難以被發現。牠們在受驚或求偶時會發出沙啞的狗吠聲，故其英語又名為barking deer。在馬鞍山以南的鹿巢山及鹿巢坳，均是以「鹿」為名，相信便是與赤麂出沒有關。

馬鞍山的植物物種以杜鵑最為人所熟悉。至今在香港紀錄到的六種原生杜鵑，全部都可在馬鞍山找到。它們分別是紅杜鵑、華麗杜鵑、華南杜鵑、毛葉杜鵑、羊角杜鵑，以及以香港命名的香港杜鵑。馬鞍山、牛押山和吊手岩一帶亦因此被列為具特殊科學價值地點。每年的三至四月花開季節，都有不少市民專程登山賞花。

如要登遊馬鞍山，一般可由麥理浩徑馬鞍山段標距柱M078側的山徑直攀主峰，或由馬鞍山家樂徑及轉接小徑再經吊手岩攀至副峰牛押山。