Le massif forestier formé par les Bois du Prince et de la Ferrée couvre pas moins de 487 ha dans le Condroz au sud de Charleroi, entre Couillet au nord et Nalinnes au sud. Administrativement, il est à cheval sur trois communes hennuyères: Charleroi, pour sa portion nord-ouest (= Bois du Prince sensu stricto), Ham-sur-Heure-Nalinnes, pour sa partie sud (Bois de la Ferrée et Bois Jeanne Marie) et Gerpinnes, pour sa marge orientale (sur Loverval, incluant le Trou des Sarrazins).
Le site occupe un secteur vallonné à l'altitude variant de 150 à 230 m et au relief davantage accusé sur ses marges et au niveau des quatre principaux vallons qui dissèquent les gradins dans un axe général sud-nord. Ces vallons ont été creusés par de petits affluents et sous-affluents de la Sambre: il s'agit du ruisseau de la Fontaine qui Bout, qui prend sa source à la Ferme Blanche, sur la lisière ouest du massif; du ruisseau du Prince qui naît près du lieu-dit "La Bruyère"; du ruisseau de la Ferrée, dont la source se trouve à Noirchien, en marge sud du Bois de la Ferrée, et qui rejoint le ruisseau du Fond des Haies à hauteur de la carrière de Borgneri; après son parcours forestier, ce dernier continue vers le nord en marge est du bois, alimentant au passage les deux plans d'eau (creusés au début des années 1920) du site récréatif des Grands Lacs, à l'entrée de Couillet. La Sambre se trouve au plus près à 2,4 km de la limite nord du massif.
Du point de vue géomorphologique, le Condroz occidental correspond au prolongement à l'ouest de la Meuse des structures plissées et faillées du Condroz central. Les synclinaux sont constitutifs de niveaux schisto-gréseux famenniens et les anticlinaux de calcaires et schistes frasniens et givétiens. La bande de calcaires viséens présente au sud de Charleroi, dénommée "Marlagne calcaire" ou "Basse Marlagne occidentale" par FOURNEAU (1972), renferme d'assez nombreux phénomènes karstiques mais en général de développement restreint. Ceux qui sont répertoriés dans la région sont de type sénile ou inactif. Dans le site en existe l'un des exemples les plus remarquables: il se localise dans le vallon de la Ferrée, au lieu-dit Borgneri et regroupe sur une surface réduite des pertes, une résurgence, des dolines, et une grotte, le Trou des Sarrazins (cf SGIB n° 2244). Un effondrement s'y est produit en mars 2019 suite à de fortes crues, indiquant par-là que le système n'est pas figé malgré son caractère inactif (voir e.a. FOURNEAU, 1968, 1972 et 1974; DELCAMBRE et PINGOT, 2000; VICCA, 2019; C.R.S.A., 2020).
L'environnement de ce massif forestier est constitué surtout de zones d'habitat de type semi-urbain, constituées le plus souvent de lotissements de maisons quatre façades installés sur des secteurs historiquement boisés (quartiers de La Bruyère, du Try d'Haies, du Chenia, ...) et de quartiers d'habitations plus anciens, comme le long de la rue de Nalinnes. Une bande de prairies et de champs de près de 2,5 km de long subsiste sur la lisière nord-ouest du Bois du Prince, entre la rue de Nalinnes et le ruisseau de la Fontaine qui Bout, depuis la rue de la Claire Fontaine, au sud, jusqu'au Sart-Saint-Nicolas-Les Haies, au nord. A hauteur du quartier de Sart-Saint-Nicolas, on y trouve également un chapelet de trois petits plans d'eau, les Etangs de la Fontaine qui Bout, et un peu plus au nord, un quatrième étang alimenté par une source.
En dehors du réseau de sentiers et autres voiries aménagés dans le nord du Bois du Prince, autour de l'imposant bâtiment du Centre de délassement de Marcinelle, le massif n'est traversé que par quelques chemins forestiers et la seule route importante est la rue de Châtelet, ou Drève de la Ferrée, qui le sépare sur 1 km du Bois de Warchissaux.
Du point de vue phytogéographique, le site appartient au district mosan.
Le site présente trois sites karstiques: la Grotte des Sarrasins (ensemble de 4 grottes présentant un développement souterrain total de l'ordre de 120m), le Trou des Templiers (cavité de 4m et de 2,5m de haut) et la diaclase de la Ferrée (profondeur de 3,2m et de 5m de haut).
Dans certaines des galeries du Trou des Sarrasins, de très belles formes érosives (coups de gouges, marmites...) sont visibles sur les parois et il y subsiste encore quelques stalagtites.