Dal punto di vista geografico e naturalistico Norcia è collocata nel punto di raccordo di due realtà paesaggistiche assai diverse ma contigue: la Valnerina, ovvero il comprensorio della stretta valle fluviale scavata dal fiume Nera e dai suoi affluenti, con le sue pendici montane scoscese ricoperte di vegetazione a foglia caduca, e i Monti Sibillini, la zona montuosa di origine tettonicacaratterizzata da vette in grado di raggiungere e superare i 2000 metri di altezza, con pendii erbosi o ricoperti da faggete, arrotondati dall'azione glaciale ed eolica, all'interno della quale si aprono vasti altopiani carsici sfruttati per il pascolo di bovini e digreggi e ricchi di specie floreali montane tra le quali l'artemisia, l'anemone, la genziana e il giglio martagone.
I boschi che circondano la valle sono popolati dal capriolo, dal gatto selvatico e dallo scoiattolo mentre negli anni passati, grazie ad opere di ripopolamento, ha potuto fare la sua ricomparsa anche il cinghiale. Nelle faggete di alta montagna sono segnalati alcuni piccoli branchi di lupo appenninico, che vivono però in difficile equilibrio con la presenza umana legata soprattutto alla pastorizia, ampiamente praticata nella zona. Rara ma presente l'aquila reale, mentre sono relativamente frequenti le specie del falco pellegrino, del picchio rosso e del picchio muraiolo.
Nelle acque del Lago di Pilato, un piccolo bacino lacustre dal livello variabile, alimentato dallo scioglimento nevoso, posto in una conca glaciale in prossimità della cima del Monte Vettore, vive una specie endemica di crostaceo: il Chirocefalo del Marchesoni.
L'altopiano di Castelluccio di Norcia verso nord. A destra il Monte Vettore e la catena dei Monti Sibillini
I fenomeni carsici sono assai frequenti e in prossimità del centro urbano, a ridosso delle mura cittadine, danno luogo a dellerisorgive localmente denominate marcite, ovvero zone in cui l'acqua, raccolta e ridistribuita attraverso un razionale sistema di canali, allaga in maniera continuativa e controllata per lunghi periodi dell'anno ampie zone di terreno, consentendo la raccolta di un fieno abbondante.
In alta montagna il fenomeno si manifesta con la presenza di numerosi inghiottitoi che, soprattutto nella parte meridionale dell'altopiano del Castelluccio, sono ben visibili per estensione e morfologia.
L'Altopiano di Castelluccio è costituito da un sistema di diversi bacini glaciali svuotatisi in era geologica in seguito ad una serie di sconvolgimenti tettonici. L'altopiano si sviluppa su una direttiva Nord-Sud per una lunghezza complessiva di circa 20 km e prende il nome dal piccolo centro abitato che occupa una delle sue sommità calcaree marginali. Il Pian Grande rappresenta l'altopiano di maggiore estensione (circa 15 km quadrati): ad esso si aggiungono degli altopiani minori (Pian Piccolo, Pian Perduto, Quarto San Lorenzo e il Pian dei Pantani). Nella tarda primavera l'altopiano è teatro di un particolare fenomeno naturale denominato Fioritura e dovuto appunto alla fioritura contemporanea di decine di specie floreali diverse che danno luogo ad un tappeto multicolore che ricopre tutta la valle
Norcia (Italian pronunciation: [ˈnɔrtʃa]), traditionally known in English by its Latin name of Nursia /ˈnɜːrsiə/, is a town and comune in the province of Perugia (Italy) in southeastern Umbria. Unlike many ancient towns, it is located in a wide plain abutting the Monti Sibillini, a subrange of the Apennines with some of its highest peaks, near the Sordo River, a small stream that eventually flows into the Nera. The town is popularly associated with the Valnerina (the valley of that river).
The area is known for its air and scenery, and is a base for mountaineering and hiking. It is also widely known for hunting, especially of the wild boar, and for sausages and ham made from wild boar and pork. Such products have been named after Norcia; in Italian, they are called norcineria.