La riserva tutela nove stazioni di grande rilevanza stratigrafica e paleontologica distribuite in cinque diverse vallate, dove rupi, pareti rocciose e calanchi interrompono il dolce paesaggio coltivato delle colline piacentine. Negli affioramenti tra le valli dei torrenti Vezzeno e Ongina gli innumerevoli strati rocciosi hanno restituito reperti fossili in ottimo stato e di grande varietà ed abbondanza. Il loro recupero sistematico iniziato dalla fine del Settecento ha portato alla formazione di una delle più importanti collezioni del Pliocene mediterraneo, attirando l'interesse della comunità scientifica internazionale. Questa eccezionale ricchezza di fossili, nota già a Leonardo da Vinci (che ne ha lasciato memoria nel codice Leicester), ha indotto gli studiosi a utilizzare il termine Piano Piacenziano, coniato dal geologo svizzero Karl Mayer, con il quale è oggi indicato il periodo di storia della terra compreso tra 3,5 e 2,5 milioni di anni fa. Il maggior contributo alle conoscenze del Pliocene lo si deve a Giuseppe Cortesi che creò nell'Ottocento una grande ed importante collezione dei reperti fossili locali, riconosciuta poi più tardi dalla comunità scientifica, attraverso lo studio della quale le associazioni faunistiche documentano il cambiamento climatico che accompagnò le grandi glaciazioni. Le successioni sedimentarie locali rappresentano un caso unico per lo studio dell'evoluzione del bacino padano durante le epoche remote. Buona parte dei molluschi, invertebrati e mammiferi marini rinvenuti nella zona, tra i quali spiccano gli scheletri di due balenottere, sono conservati nel Museo Geologico e Paleontologico "Giuseppe Cortesi" di Castell'Arquato, suggestivo nucleo medioevale ottimamente conservato che dal colle domina la sponda sinistra dell'Arda. Il museo, allestito nel cinquecentesco Ospitale Santo Spirito, con una rassegna di reperti ricca di oltre ottocento specie, offre strumenti didattici appropriati di studio, ricerca e classificazione.