Der Große Fallstein wirkt wie eine bewaldete Kuppel, die sich aus der umgebenden Landschaft heraushebt. Sie besitzt jedoch nicht eine runde Umrissform, sondern erscheint leicht gestreckt; die Hebungslinie verläuft wie beim Elm in Südost-Nordwest-Richtung. Die Längenausdehnung beträgt etwa 6, die mittlere Breite 3 Kilometer. Der Waldbestand setzt ungefähr bei der 200 m Höhenlinie ein, der höchste Punkt liegt bei 288 m NN. Etwas anders verhält es sich jedoch im Nordwesten, wo sich das Osteroder Holz weit den Hang hinabzieht. Im nördlichen Bereich haben sich am Abhang zum Großen Bruch unter dem Wald, aber auch in den Feldern, große Erdfalltrichter entwickelt. Die "kuppelbildenden" Gesteine des Oberen Muschelkalk treten nur stellenweise am Nordabhang und im höchsten Aufwölbungsbereich zutage. Die sanften Abhänge bis weit in die Talzonen hinein sind von Fließerden bedeckt, die das unterlagernde Kalkgestein in einer mehr oder weniger starken Decke überziehen.
Der Waldbestand unterscheidet sich infolge andersartiger Bewirtschaftung stark von den Buchenwäldern des Elm, obwohl die Rotbuche auch am Großen Fallstein auf weiten Flächen dominiert. Dabei ist auch die spezielle Geschichte der DDR zu berücksichtigen, die schließlich dazu führte, dass wegen der Grenznähe, und vielleicht auch wegen Gerätemangel, in weiten Teilen des Großen Fallsteins die Holznutzung eingestellt wurde. Als Folge konnten sich einige totholzreiche Altbestände herausbilden. Mittlerweile ist die moderne Forsttechnik eingekehrt: Anlage von LKW-fähigen Forststraßen, Verkehrssicherung, Abholzen hohler Bäume, Durchforstungen und Holzeinschlag. Auffällig bleibt aber, dass viele Bestände noch sehr jung, d.h. nicht älter als etwa 30 Jahre sind. In den jungen Pionierholzstadien tritt vor allem die Rotbuche in Erscheinung, daneben aber auch viel Esche und, recht ungewöhnlich, Birke in kleinen Gruppen. Als Versuch ist eine Parzelle allein mit jungen Eichen zu werten. Ein alter Wald mit kräftigen Eichen und Rotbuchen, untergeordnet auch Hainbuchen, findet sich im Norden, oberhalb der kleinen Siedlung Steinmühle.
In der Bodenvegetation sind atlantische Vertreter, wie Waldschwingel, Erdbeerfingerkraut und Waldprimel durchaus häufig, wobei die kontinentaleren Arten nicht gänzlich fehlen. Waldorchideen sind vereinzelt vorhanden. Ferner bemerkenswert sind größere Vorkommen von Bärlauch und Märzenbecher, zumeist in den unteren, waldrandnahen Bereichen.
Der Große Fallstein ist insgesamt ein Landschaftsschutzgebiet. Im nördlichen Teil sind als Naturschutzgebiete gesondert ausgewiesen das Osteroder Holz und der zentrale Waldbereich oberhalb von etwa 270 m NN; in diesen Zonen dürfen die Wege nicht verlassen werden ("Wegegebot"). 
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