Leuvenumse bossen was vroeger voornamelijk stuifzandvlakte met hoge zandduinen. Tegenwoordig bestaat dit aaneengesloten natuurgebied uit loofbossen, grove dennenbossen, stuifzandvlaktes met hoge zandduinen en de Leuvenumse Beek meanderende door het natuurgebied. Het natuurgebied is daarom verdeelt in vier verschillende deelgebieden namelijk: Het Hulshorsterzand, Leuvenhorst, Het Leuvenumse bos en Het Cyriasische veld.
Onstaan van de Leuvenumse bossen begint in de ijstijd. Het schuivend ijs heeft voor de hoger gelegen grond langs de huidige Leuvenumse beekdal gezorgd. Dit geldt bijna op alle hoger gelegen gronden in de veluwe. De opgeschoven zand bestond uit këileem, grind en zand en daar bovenop een dikke laag dekzand. Wind en water had vrij spel bij het vormen stuifduinen en de loofbossen op deze gebieden.
In de 16e eeuw veranderden grote delen weer in kale, onbeheersbare stuifzanden. Dit proces was te danken aan de boeren die dit gebied gebruikte voor het houden van schapen en het steken van plaggen. Tot ongeveer was dit noodzakelijk om de akkers te kunnen bemesten.
De Leuvenumse bossen bestaat voornamelijk uit bos en klein gedeelte uit stuigfzand. De oude zware loofbomen langs het beek zijn orginele bossen en de uitgestrekte grove dennen zijn later in de 19e eeuw aangelegd. Men hoopte met planten van de grove dennen het zand in toon te houden en tegelijkertijd hout te winnen. Naast het planten van de bomen door de mens is de natuur ook zijn gegaan met bebossen sommige gedeeltes. Deze stukken kan men herkennen aan de heides die onder de bomen groeien.
De Noordwest-Veluwe wordt gekenmerkt met door de stuifzand gevormde heuvels en dalen. Hoe door het opstuiven en wegstuiven van zand de forten en laagtes kunnen onstaan, is nog goed te zien in Het Hulshorsterzand. Daar is nog een flink stuk open stuifzand bewaard gebleven.
Het zeldzame stuifzand is bijzonder vanwege de extreme leefomstandigheden. De dieren en planten die hier voorkomen hebben zich aangpast voor deze omstandigheden.
In de Leuvenumse bossen leven heel veel verschillende dieren en planten. Volgens de boswachters zijn de Leuvenumse bossen aantrekkelijk voor broedvogels en zijn grote variatie aan paddestoelen. Tijdens wandelen maakt u grote kans op spotten van wilde zwijnen. Zo voelen er verschillende planten en dieren zoals mestkevers, egelskoppen, diepzwarte bessen, etc zich hier thuis.