Martorell se situe à cheval sur deux grandes unités géologiques et morphostructurales : les reliefs du sud de la commune, qui font partie du versant nord-ouest de la Chaîne Litorale, et l’ensemble du secteur nord, plus plat, situé dans la fosse tectonique ou dépression du Vallès-Penedès.
La géomorphologie de la commune a été façonnée par la dynamique fluviale générée par l’érosion et les sédiments apportés par les rivières Llobregat et Anoia, ainsi que leurs affluents.
Le Patrimoine Naturel de Martorell est riche et divers, en grande partie partagé avec les communes voisines. Ces espaces doivent faire face à une forte pression urbaine et d’utilisation, ainsi qu’au passage de nombreuses infrastructures. La croissance démographique revalorise ces environnements, les transformant en un trésor naturel qu’il faut protéger pour que les générations futures puissent en profiter.
Bien que la commune ne comporte aucune zone incluse dans le Plan des Espaces d’Intérêt Naturel (PEIN) du Département de l’Environnement et du Logement de la Generalitat de Catalogne, elle dispose de deux zones protégées. Tout d’abord, tout le tronçon du fleuve Llobregat jusqu’au Congost fait partie de la zone Montserrat-Roques Blanques-Riu Llobregat du réseau Natura 2000, qui comprend des habitats d’intérêt communautaire, des zones d’intérêt pour les espèces de valeur communautaire et des zones de protection pour les oiseaux. La conservation des cours d’eau est essentielle pour maintenir la connectivité des espaces naturels.
Deuxièmement, le Parc Forestal de Can Cases bénéficie d’un niveau de protection supérieur à celui local, reconnu par la Generalitat comme forêt d’utilité publique d’intérêt social et récréatif, consolidant ainsi l’importance du Patrimoine Naturel de Martorell dans le territoire.

Le Parc Forestal de Can Cases est un espace essentiel pour la commune de Martorell, tant pour son statut de forêt d’utilité publique que pour sa fonction de loisirs et comme cadre pour la réalisation d’activités d’éducation à l’environnement.
Cet équipement dispose de barbecues, de tables de pique-nique, d’aires de jeux pour enfants, de parking et d’une zone sportive avec terrain de basket et de football. Can Cases est un bon endroit pour les activités sportives en plein air, telles que les promenades, le jogging, le VTT, l’équitation, entre autres.
C’est également un bon endroit pour l’observation de la végétation. La chênaie méditerranéenne typique est la communauté la plus représentative, ainsi que la forêt riparienne le long des cours d’eau. Le parc comprend également des conifères et d’autres arbres de bord de rivière. En ce qui concerne la faune, plus de 70 espèces d’oiseaux et 30 espèces de papillons ont été observées, ainsi que quelques amphibiens et reptiles typiques des zones méditerranéennes, comme la tortue de rivière, et des mammifères tels que blaireaux, renards, genettes, musaraignes et sangliers.
Depuis mai 2014, le parc dispose d’un circuit d’orientation d’environ 2,5 km qui suit des chemins et sentiers bien balisés.

La zone montagneuse de Martorell se concentre au sud de la commune, où la crête fait office de limite communale.
De nombreux chemins et sentiers traversent cette partie de la montagne, qui borde l’espace protégé des Montagnes de l’Ordal et constitue un excellent point de vue pour contempler l’ensemble de la commune et une grande partie du nord de la région.
La crête de les Torretes correspond principalement au versant nord de la crête de l’Ataix. Autrefois occupée par des vignes, elle est aujourd’hui recouverte de forêts de broussailles et de pins.
En juillet 2021, lors d’un été particulièrement sec, un incendie a brûlé une grande partie du versant nord.
Du temps où les vignes étaient cultivées, il reste de nombreux vestiges, ainsi que des restes de mines d’eau. En raison de sa fonction de connexion entre l’Ordal et le Vallès, ce territoire peut être considéré comme faisant partie du corridor biologique des bassins des rivières Anoia et Llobregat.
La Crête de les Torretes est un excellent point de vue sur Montserrat et Martorell et tient son nom des tours de guet qui y ont été édifiées pour surveiller d’éventuelles invasions. Pour cette raison, en 2021, un point de vue a été aménagé à la Tour Griminella.