Il Santuario è posto a 1020 m. di altitudine ed è completamente circondato da foreste, che del resto caratterizzano tutta la zona come una delle più boscate dell'Umbria.
Ma l'ambiente forestale non è tutto uguale, anzi … intorno alla chiesa è possibile osservare una notevole varietà di tipi di vegetazione: nell'ambito di poche centinaia di metri quadrati, si alternano infatti foreste igrofile (boschi situati vicino ai corsi d'acqua, caratterizzati in questo caso da specie quali il nocciolo, il sambuco, l'olmo campestre…), boschi a prevalenza di cerro (nei versanti caldi), faggete (nei versanti più freddi e a quote più elevate), zone più rade una volta pascolate e attualmente in fase di riconquista da parte del bosco (all'interno delle quali prevalgono specie "pioniere" quali acero campestre, biancospino, rosa selvatica…)

Una variabilità estremamente elevata di ambienti a cui corrisponde anche una notevole diversità di specie vegetali, offrendo habitat ottimali per molte specie animali: caprioli, lupi, cinghiali, poiane e ghiandaie sono solo alcuni dei tanti abitanti di questi territori.
La sacralità del luogo ha anche portato a gestire i boschi e gli ambienti circostanti la chiesa con particolare rispetto per gli elementi naturali presenti: possiamo così ammirare piante di notevoli dimensioni di acero campestre, acero opalo, biancospino, faggio e cerro.
In particolare, possiamo osservare un imponente faggio tra i più grandi dell'Umbria, poco al di sotto della strada che conduce alla chiesa.
A pochi metri dalla maestosa pianta, la sorgente di S. Paterniano, da cui sgorga un'acqua fresca e pura che le tradizioni locali indicano come acqua avente proprietà terapeutiche, e menzionata come tale anche nella visita del vescovo Lascaris nel 1713.