Svartedalen är ett av sydvästra Sveriges största sammanhängande skogs- och vildmarksområden och ligger på en urbergsplatå med 1800 miljoner år gamla bergarter, mestadels av gnejsig art. Ursprungligen var Svartedalen namnet på en gård i Spekeröds socken. Gården, som finns med i en förteckning från 1630, har med all säkerhet fått sitt namn efter den dal där den gamla gården en gång låg.
Lanskapet och terrängen varierar på ett spännande sätt med gamla barrskogar, småsjöar, myrmarker och en mängd bergsryggar som sträcker sig genom området. Den högsta punkten är Huvudet med sina 184 meter över havet. De största myrmarkerna är mossarna kring Kroksjön, Helgesjön och Stendammen i reservatets nordöstra del. Totalt finns det ett 130-tal sjöar i hela Svartedalen.
Även en hel del intressant kulturhistoria gömmer sig i dessa trakter. På vissa mindre områden kan man se lämningar efter äldre bebyggelse i form av husgrunder och stengärdsgårdar.
Svartedalen har periodvis varit skoglös långt tillbaka i tiden. Under 1600-talet utnyttjades ektimmer i stora mängder till skeppsbyggeriet och under sillfiskeperioderna då det gick åt mycket virke till silltunnorna. Skogen betades också hårt av boskap som starkt bidrog till de karaktäristiska bohusländska ljunghedarna.
Den dominerande naturtypen i Svartedalen idag är blåbärsgranskogen men på mer bergig mark dominerar tallen framförallt i nordöstra delarna. Lövskogarna förekommer relativt sparsamt och finns i form av lågvuxen ekskog, små ädellövskogsbestånd kring de gamla torpen och yngre björkbestånd på gamla hyggen. I bokskogen vid Ranebolund vid områdets utkant finns en mycket intressant ädellövskog med rik flora och fauna. De utbredda öppna hedarna som var så vanliga för ett sekel sedan finner man nu endast i restområden med ljung eller gräset blåtåtel.