El Parc Natural de la Serra de Montsant és un parc natural que protegeix gran part de la Serra de Montsant, concretament 11.755,82 ha. El Parc Natural s'estén en el sector occidental de la Serralada Prelitoral Catalana, dins de la comarca del Priorat. Es troba inclòs dins dels municipis de La Morera de Montsant, Ulldemolins, Margalef, Cabassers, Cornudella de Montsant, La Vilella Alta, La Vilella Baixa, La Bisbal de Montsant i La Figuera. El Parlament de Catalunya l'any 2002 va aprovar la seva declaració de parc natural amb l'objecte de protegir els seus valors geològics, biològics, paisatgístics i culturals, respectant el desenvolupament sostenible dels seus aprofitaments. El cim de la Roca Corbatera de 1.163 metres és la màxima altitud del parc.
Patrimoni natural Hidrologia Les aigües que baixen de Montsant alimenten cursos fluvials que tenen el seu origen a les muntanyes de Prades. Dos corrents principals, el riu Siurana i el seu principal afluent, el riu Montsant, enclouen la serralada i recullen els seus escorrentius.
Els rius Tots dos rius estan sotmesos, en l'actualitat, a una regulació del seu cabal mitjançant preses. L'embassament de Siurana recull les aigües del tram superior del riu homònim, així com les dels seus tributaris, els barrancs de l'Argentera i de l'Estopinyà. Té una presa de 63 m d'altura i 260 m de longitud de coronament i, quan està ple, emmagatzema 12,4 hm³ d'aigua i ocupa una superfície de 86 ha, a una altura sobre el nivell del mar de 489,14 m. Es va construir entre el 1965 i el 1974 per aportar aigua a l'embassament de Riudecanyes.
Dos embassaments més petits se situen al curs del riu Montsant. L'embassament de Margalef, construït el 1992, ja va ser recrescut dos anys més tard. Té una capacitat de 2,84 hm³ d'aigua i ha de servir per al reg de les poblacions situades aigües avall (Margalef, la Bisbal, Cabassers, la Figuera i la Vilella Baixa). Part de la seva aigua es transvasa a la Palma d'Ebre, fora de la conca del Montsant.
L'altre és una petita construcció de reduïdes dimensions. L'embassament de la Vilella Baixa (presa de 22 m d'alçada i volum d'embassament de 0,075 hm³ d'aigua) es va concebre bàsicament per al subministrament d'aigua potable al municipi, encara que en l'actualitat s'usa per al reg. Malauradament, la zona de l'embassament està solcada per nombroses capes geològiques permeables i això fa que l'aigua s'escoli cap a les capes freàtiques profundes, cosa que provoca, durant els períodes secs, que l'aigua emmagatzemada es perdi ràpidament.
El riu Siurana és el més cabalós de tots dos amb una aportació anual de 23,12 hm³ d'aigua a l'aiguabarreig amb el Montsant, després d'haver restat el cabal aportat al pantà de Riudecanyes (Margalef i col., 1980), cosa que significa una mitjana de 733 litres per segon. En aquest punt, el riu Montsant aporta anualment 26,84 hm³ d'aigua (851 litres per segon), mentre que, a l'altura de l'embassament de Margalef, aquesta aportació és de 7,33 hm³ d'aigua, el que correspon a un cabal mitjà de 233 litres per segon. El règim dels rius és torrencial, amb fortes avingudes, sobretot a la tardor i, amb menys probabilitat, a la primavera i a l'hivern, així com amb un estiatge molt marcat. De fet, l'embassament de Siurana té capacitat de regular el cabal d'aquest riu, però, en canvi, els embassaments de la Vilella Baixa i de Margalef són massa petits, tal com es va demostrar als aiguats i posteriors riuades de l'octubre del 1994. Tot i això, tots dos rius presenten un cabal permanent (o gairebé) en trams força llargs. La qualitat de les seves aigües és prou bona en comparació d'altres rius mediterranis de Catalunya.
Les aigües del triangle format pel coll d'Albarca, la Venta d'en Pubill i la Vilella Alta, és a dir, de la fracció sud-oriental del massís, desguassen al riu Siurana, que rep les aigües del massís a través del barranc de l'Argentera, que baixa del coll d'Albarca i els seus tributaris, els barrancs de l'Aubelló i de la Moleta. Aigües avall de l'embassament de Siurana, conflueixen el riu homònim, el barranc de l'Argentera i el barranc de l'Estopinyà, i els afluents principals de la dreta són: els barrancs de la Comella i de Sant Joan, que s'uneixen en el barranc de les Obagues, prop de Cornudella; el barranc de la Coma; el barranc de la Coma d'en Morell; el barranc del Mas de Sant Blai, amb els tributaris de la Coma d'en Giner, del Mas del Racó, del Coll Beix, de les Vinyes i dels Mallols, que mor prop de Poboleda; el barranc de les Salanques, i els barrancs de les Comes i els Closos, que baixen d'Escaladei en direcció sud; finalment, una sèrie de barrancs curts —del Mas d'en Bruno, dels Amitgers, dels Fragassals i del Francisquet— separen aquest tram del Siurana de la vall de Montsant.
La major part del massís, és a dir, tot el vessant nord i els sectors occidental i sud-occidental, vessa les aigües al riu Montsant. De fet, el nom de Montsant s'atorga al riu a partir de la unió del riu de Prades amb el riuet del Teix. Aquest darrer neix al coll d'Albarca, baixa en direcció nord-oest, i rep els barrancs de la Fontalba i de la Savina, molt curts, que baixen del cingle d'Ulldemolins. Riu Montsant avall, per l'esquerra, a partir d'aquí el corrent s'afona al congost de Fraguerau. A la seva sortida, rep les aigües del barranc dels Pèlics, veritable artèria interior de Montsant perquè recull les aigües del sector oriental del vessant nord a través dels barrancs de la Mare de Déu, les Pletes, la Bruixa, les Falles, l'Aixaragall, la Cova de l'Ós i el Vidaubar, que hi desguassen per l'esquerra. Per la dreta, només és digne de menció el barranc del Parral. De fet, el barranc dels Pèlics aporta la major part del cabal estival del riu Montsant, ja que en el seu tram inferior és un dels cursos més constants de tota la serralada i no s'ha vist eixut ni durant els episodis més greus de sequera. Aigües avall cal mencionar el barranc de la Falconera (o dels Forats) i els barrancs de l'Auferí i de la Taverna, que en l'actualitat moren a l'embassament de Margalef. Presa avall trobem els de la Coma Closa, la Coma Negra i Sant Salvador, que són els últims que baixen de la serra Major. Continuant riu avall entrem en el seu arc occidental, que rep els barrancs, llargs i de poc pendent, que s'originen als contraforts de ponent de la muntanya: el barranc dels Colls Baixos, que desemboca a la Bisbal; el barranc de les Pinedes, els barrancs Tancat i de la Foia, que conflueixen en el barranc de Cabacés (o de Montsant), i el barranc de Cavaloca (del pont, en el seu tram inferior). A l'altura de la Vilella Baixa, el riuet d'Escaladei, amb un cabal humil però força constant, aporta finalment les aigües del sector sud-occidental del massís: a ell fan cap el barranc de l'Horta, que baixa de la Morera, el barranc de Pregona i el barranc de la Font de l'Àguila.
Les fonts Les fonts sovintegen al massís, i la majoria són d'origen càrstic. Les més cabaloses es troben a mitjana altura (normalment a 600-700 m): al vessant sud, de Cornudella cap a ponent tenim les fonts de Sant Joan (750 m), del poble de la Morera (710 m), de Pregona (640 m) i del Mas de Sant Antoni (640 m). D'Albarca cap a ponent, pel vessant nord, cal mencionar la Fontalba (750 m); la font de Santa Magdalena (720 m), a l'ermita homònima; la font de la Gleva (560 m), que proveeix d'aigua Ulldemolins; la font de Canaletes (780 m) i la font del Mas de Soleràs (460 m). A la part occidental de Montsant, de nord a sud, tenim les fonts de Sant Salvador (660 m), de la Foia (580 m) i, al barranc de Cavaloca, les fonts de Cavaloca (620 m), de la Canaleta (580 m), del Mas Roger (370 m) i del Barrot (250 m). Totes aquestes ragen de forma quasi permanent. A les parts altes de la muntanya és on més escassegen les surgències hídriques perquè els dipòsits més importants es troben a altituds inferiors. Tot i això, hi ha alguns degotalls d'aigua força constants, com el de la cova del Pedret (1.040 m), el del clot del Cirer (990 m) o del Racó del Teix (890 m).
Geologia La regió de Montsant —així com gran part de l'actual Catalunya— estava, a l'era Paleozoica (de 570 a 250 milions d'anys), enfonsada davall les aigües del mar de Tetis, que quedava interromput pel massís de l'Ebre (actualment, la Depressió Central) al nord. Durant aquest període, els rius que baixaven del massís de l'Ebre van dipositar al fons del mar de Tetis els materials argilosos que actualment formen les llicorelles prioratines, especialment durant el període Carbonífer (de 360 a 300 milions d'anys).
L'orogènia herciniana va provocar, durant la transició del paleozoic al mesozoic, l'aixecament de part d'aquests materials que configuraran el massís Catalanobalear (actualment, la Mediterrània), el qual delimitarà, juntament amb el massís d'Ebre, un golf marí que continuarà cobrint les actuals terres del litoral i el prelitoral sud.
Durant el mesozoic (de 250 a 66,5 milions d'anys), els corrents fluvials provinents dels sistemes de l'Ebre i Catalanobalear van aportar sediments addicionals al fons marí. Durant aquest període, el massís de l'Ebre es va erosionar fortament fins a quedar colgat per les aigües marines. Des de finals del mesozoic fins a ja entrat el Cenozoic (< 66,5 milions d'anys), el cicle de l'orogènesi alpina va alçar l'anomenat sistema Mediterrani, que va ocupar la major part dels actuals litoral i prelitoral catalans, i el sistema del Pirineu i el Prepirineu. En aquesta època ja han emergit les terres del Priorat geològic, però encara no les del massís de Montsant. Durant l'eocè i l'oligocè (de 56 a 23 milions d'anys), els rius provinents de les muntanyes pirinenques i mediterrànies, molt potents a causa de la climatologia plujosa, aporten gran quantitat de gra divers al mar ibèric. És durant aquesta etapa que la regió de l'actual cubeta prioratina perd, per erosió, la capa de materials mesozoics i queda al descobert l'estrat de llicorelles paleozoiques. Del primitiu massís Mediterrani, només en queden els residus de l'erosió a la perifèria del Priorat: la Gritella i Siurana, la serra de l'Argentera, la Mola i Llaberia, així com part de l'actual Montsant occidental (Montalts, Cantacorbs) i la serra de la Figuera.
A finals de l'oligocè comença una nova etapa orogènica que alçarà els sediments de les muntanyes de l'actual sistema prelitoral formades per conglomerats calcaris (Sant Llorenç del Munt, Montserrat, Montsant, serra de la Llena) i també del Prepirineu (com la serra de Boumort).
Durant el quaternari, sense cap episodi orogènic, s'esdevenen els processos d'erosió i sedimentació que configuren el territori actual.
Estratigràficament, a la serra de Montsant poden apreciar-se diverses capes geològiques:
Era Paleozoica Devonià (de 408 a 360 milions d'anys): al sud de l'àrea estudiada, hi ha les pissarres —llicorelles— més antigues del Priorat, de color gris negrós i fàcilment fissibles. Alternen amb la pissarra capes de quarsites grises i lidites fosques. Aquesta unitat, de 250 m de potència, ocupa àrees reduïdes al voltant de les Vilelles i Torroja, d'on precisament s'ha extret la referència tipològica coneguda com a unitat basal de les Vilelles. Carbonífer (de 360 a 300 milions d'anys): constituït principalment per pissarres i filites, amb gresos de tonalitats brunes i conglomerats. És una capa de gran potència (de 600 a 800 m), que ocupa l'àrea més meridional de Montsant, delimitada per Cornudella, la Morera, les Vilelles i Porrera.
Era Mesozoica Triàsic (de 210 a 250 milions d'anys): a la part sud-occidental de Montsant hi ha representació de totes les èpoques.