Los terrenos en los que se localiza el embalse, sobre pizarras, esquistos y cuarcitas, aparecen como relieves de no gran altitud, pero sí agrestes, con pendientes acusadas entre cumbres y profundos valles que dificultan las comunicaciones.
La vegetación natural de quercíneas en las zonas bajas y de pino negro en las más elevadas ha sido eliminada desde el siglo XVI para usar la madera como combustible y, también en un principio, para la construcción naval. También el clareo con fines agrícolas y, sobre todo, la creación de zonas de pasto para la ganadería, han sido responsables de la intensa deforestación que ha sufrido esta zona.
Actualmente se aprecia una repoblación, realizada con fines tanto forestales como hidrológicos, con dos especies de pinos: el pino negral o resinero (Pinus pinaster) y el pino albar o silvestre (Pinus sylvestris), más abundante hacia El Berrueco. Es el primero de ellos una especie colonizadora muy agresiva y pirófila, que se ha introducido en muchos lugares con sustratos pobres o degradados. Dependiendo de la época, se podrán ver en los pinos numerosos nidos de la oruga de la procesionaria del pino (Thaumetopoea pityocampa).
La otra unidad de vegetación digna de mención es el bosque galería desarrollado a favor de la humedad edáfica del fondo del valle entre la presa de El Atazar y la del Pontón de la Oliva.
También han influido en la vegetación los cambios en los usos ganaderos: la ganadería tradicional en la zona practicaba las quemas periódicas para estimular el crecimiento de los pastos que mantenía las comunidades seriales de matorral como dominantes (jarales). La actual ausencia de ganadería extensiva de ovino está permitiendo una muy rápida (en términos ecológicos) reforestación natural de la zona. En la carretera hacia El Berrueco es posible ver cómo numerosos pies de enebro (Juniperus oxycedrus) están recolonizando los jarales.
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