Горы Гильбоа являются частью так называемого Центрального нагорья Палестины, больше известного как Самария и Иудея, или «западный берег реки Иордан». Цепочка невысоких гор (300–530 м н.у.м.) в северо-восточном углу нагорья образует дугообразный в плане выступ с крутыми северными и восточными склонами обрывающимися в Изреэльскую и Иорданскую долины. На юге и юго-востоке горы Гильбоа плавно сливаются с горами Самарии. Располагаясь в глубине побережья (40 км от Средиземного моря), Гильбоа оказываются в переходной климатической зоне, где мягкий средиземноморский климат начинает испытывать влияние континентальных пустынь Заиордания. Лето жаркое, засушливое, зима же тёплая, с обильными дождями (450 мм годовых).
Как в целом и всё центральное нагорье, горы Гильбоа сложены в основном известняками, доломитами и меловыми отложениями, что делает их поверхность и толщи особенно податливыми к воздействию воды. Именно карст становится основной силой, формирующий мезо- и микрорельеф, от него в значительной мере зависят водный и почвенный режимы этих гор. Борозды, трещины, замкнутые воронки и лунки, превращаются в ловушки для дождевой воды и для твёрдых осадков и служат для многих растений единственными источниками влаги.
Горы Гильбоа лежат в границах Средиземноморской флористической области и характеризуются наличием всех основных типов растительного покрова, типичных для центрального нагорья. Основные площади заняты сосновыми лесами из Pinus halepensis – целиком рукотворными насаждениями, производимыми Еврейским национальным фондом, уже десятки лет озеленяющим страну. На землях, испытывающих постоянное антропогенное влияние (в основном выпас скота, а в прошлом и массовую вырубку лесов), распространены вторичные сообщества, уже очень давно вытеснившие первозданную растительность с большинства территорий, плотно заселённых человеком. Это – колюче-кустарничково-травянистые, ксерофильные формации, называемые батами (Sarcopoterium spinosum, Fumana thymifolia, Euphorbia hierosolymitana ) и — обычно сменяющая их на следующей сукцессионной стадии – гарига, кустарниково-травянистая растительность, с участием Rhamnus, Calicotome villosa, Salvia, Cistus. Естественные климаксовые сообщества сохранились здесь в виде небольших, фрагментарных участков низкорослых вечнозелёных лесов (хорэш и яар) из дуба, боярышника, крушины, стиракса и фисташки.
Сегодня в Гильбоа существует более десятка сельских поселений, но значительные участки этих гор превращены в охраняемые и заповедные территории. Христианскому миру Гильбоа известны по библейскому эпизоду, описывающему смерть царя Саула, воевавшего здесь и погибшего от рук филистимлян.