Na území Geoparku Barrandien se nachází velkoplošná i maloplošná zvláště chráněná území (z toho je Národních přírodních rezervací 6, Národních přírodních památek 11, Přírodních rezervací 12, Přírodních památek 38, Evropsky významných lokalit 64 , jedna biosférická rezervace UNESCO a 3 Chráněné krajinné oblasti – brdy. český kras a Křivoklátsko.
Pro potřeby projektu je území členěno do pěti dílčích administrativně-správních regionů:
Berounsko zahrnuje zejména teplomilné a vápnomilné biotopy Českého krasu s přesahem na sousední Křivoklátsko. Chrarakteristické jsou skalní stepi a lesostepi s výskytem řady reliktních druhů rostlin jako je např. atraktivní hlaváček jarní nebo koniklec luční. Na značných rozlohách se zde vyskytují teplomilné doubravy s dubem šipákem a dalšími vzácnými dřevinami, jako jsou dřín, jeřáb břek a také jeřáb muk, u kterého byly popsány hned dva drobné endemické taxony.
Brdy jsou stokilometrovým souvislým lesem táhnoucím se od Prahy jihozápadním směrem. Značnou část porostů tvoří sice smrkové monokultury, nicméně se zde naleznou i menší fragmenty přírodě blízkých lesů, např. v jižních Brdech (Chynínské buky, Getsemanka) či na hřebeni nad Dobříší (Hradec, Kuchyňka). Na návštěvníka zapůsobí zejména opuštěnost celého území, v jehož jádrové oblasti se nenalézají prakticky žádná sídla, což je velkým kontrastem k přilehlému pražskému velkoměstu. Z hlediska biotopů jsou Brdy proslulé díky horským vřesovištím na místech nyní již opuštěných dělostřeleckých střelnic či rašeliništi v okolí Padrťských rybníků. Díky neosídlenosti Brd zde dochází k minimálnímu znečištění prostředí a k nízkému rušení zvířat. Proto je ve zdejších potocích s pitnou vodou centrum výskytu raka kamenáče v ČR a proto zde běžně hnízdí čáp černý či zde můžeme spatřit orla mořského. Králem zdejších lesů jsou pak bezesporu mohutní jeleni.
Do Plzeňska spadá značná část Křivoklátska. Nalezneme zde ale i další přírodovědně zajímavé lesní komplexy, např. Kozelské polesí či lesy na severu Plzně v oblasti Boleveckých rybníků. Fytogeograficky je významné řašeliniště u Kamenného rybníka se silně izolovaným výskytem klikvy bahenní a suchopýru pochvatého.
I Praha má unikátní přírodu, což rozhodně není pro velkoměsta obvyklé a očekávatelné. Nalézá se zde přes 90 maloplošných zvláště chráněných území. Velice pěkné scenérie nabízí Prokopské údolí či Divoká Šárka. Obzvláště cenné jsou lokality v kaňonu Vltavy, zejména v oblasti Troji a Suchdola. Na stepích zde rostou dekorativní druhy jako modřenec tenkokvětý, kavyl sličný a v Radotínském údolí se vyskytuje i evropsky významný, silně reliktní včelník rakouský.
Rakovnicko zahrnuje velkou část CHKO Křivoklátsko s jeho nejcennějšími partiemi vázanými na strmé údolí a okolí řeky Berounky. V nepřístupných roklinách se na několika místech zachovaly rozsáhlé populace původního tisu. Unikátní jsou louky u Kouřimeckého přívozu, které unikly intenzifikaci a ochuzení druhové skladby. Ve zdejších listnatých lesích není vzácností spatřit našeho největšího brouka – roháče obecného.
