Оларевская гряда представляет собой конечно-моренное образование верхневалдайского оледенения. Протягивается в виде дуги, окаймляющей с востока, северо-востока и юго-востока Кубеноозерскую низину. Гряда имеет небольшие превышения над прилегающими озерно-ледниковыми равнинами, ее поверхность размыта. Гряда сложена валунными суглинками, песчаными и глинистыми отложениями. В морене встречаются отдельные крупные валуны магматических и метаморфических пород. Мощность морены достигает 50 м, а местами она перекрыта комплексом водно-ледниковых отложений.
На всей территории памятника природы отчетливо выделяются вершинная поверхность и склоны оза.
Гряда покрыта хвойно-мелколиственным лесом, на площади около 1 га имеются посадки сосны сибирской. На вершинной поверхности преобладает сосняк брусничный с примесью березы на среднеподзолистых песчаных почвах. Местами встречаются участки сосняков-беломошников, а в понижениях - травяных и сфагновых типов леса. Вдоль подножий оза протягиваются верховые болота с мало- и среднемощными торфяными почвами под сфагновыми сосняками или травяными березниками.
В подлеске встречаются липа мелколистная, шиповник иглистый, смородина черная и смородина пушистая. В травянистом покрове распространены звездчатка ланцетолистная, звездчатка жестколистная, линнея северная, ястребиночка обыкновенная и другие виды.
Всего во флоре памятника природы зарегистрировано 220 видов сосудистых растений, около 20 из которых - редкие и охраняемые, в том числе баранец обыкновенный, двурядник сплюснутый, крестовник татарский, звездчатка топяная, подмаренник настоящий, лук угловатый, любка двулистная, гвоздика пышная, калужница укореняющаяся, кокушник длиннорогий, гусиный лук малый, одноцветка одноцветковая и другие виды.
Фауна памятника природы очень разнообразна. Широко распространены и довольно многочисленны тритон обыкновенный, лягушки травяная и остромордая, серая жаба. Условия для амфибий благоприятны, поскольку на этой территории многочисленны водоемы (канавы, пруды, глубокие лужи) и множество укрытий. Обитают живородящие ящерицы и гадюка обыкновенная.
На территории памятника природы зарегистрировано 138 видов птиц, состав и численность которых существенно меняются по сезонам. Большинство видов относится к воробьиным, из которых особого внимания заслуживают редкие в Вологодской области желтоголовая трясогузка, луговой конек, дубонос и белокрылый клест, а также серый сорокопут, занесенный в Красную книгу Российской Федерации.
Постоянно или временно на территории памятника природы обитает 29 видов млекопитающих, в том числе северный кожанок, медведь, барсук, куница лесная, лось, кабан, белка.