És essencialment un anticlinal triàsic amb l’eix constituït per gresos rogencs del buntsandstein i els flancs per calcàries desmantellades del muschelkalk, amb bossades de carnioles cap a migdia, descansant damunt les margues del keuper. En direcció NW-SE s’enlairen els cims més importants: pic de la Ràpita (1.103 m alt.), on culmina la serra, vèrtex geodèsic d’Espadà (1.039 m), de primer ordre, i el pic d’Espadà o el Salt de la Pastora (1.099 m), on confinaven fins el 1956 les diòcesis de Tortosa (E), Sogorb (SW) i un enclavat de la de València (NW). Cap a mar, després del pic de la Batalla (873 m), la Nevera (845 m) o la penya de la Bellota (956 m), perd alçària ràpidament i es va reduint a uns blocs fallats (el Salt del Cavall) que arriben fins als turons de Xilxes i d’Almenara. Més que no pas les diferències climàtiques, normals amb els canvis d’altitud i d’orientació, són les diferències lítiques les que condicionen la vegetació. Damunt els gresos, que retenen la humitat, l’arbre principal és la surera, que alterna sovint amb el pinastre i amb brolles calcífugues de brucs i estepes. Damunt les calcàries i carnioles hi havia una clímax d’alzinars, enrarits per la invasió de pins blancs i, més amunt, de pinasses. Però a les rases de vent fort només arriben matolls punxeguts i aromàtics. Tota aquesta vegetació havia estat molt combatuda pels carboners i pels ramats transhumants del país i de la serra aragonesa de Gúdar (vessant de l’Alt Millars). Al vessant de l’Alt Palància (SW) s’havien anat enfilant els oliverars fins a cobrir un 30% de la superfície, que havien estès el prestigi de l’oli d’Espadà, procedent dels vessants i de la mateixa vall del Palància. El sector de cara a mar, corresponent a la Plana Baixa, s’ha dedicat més als cereals i als garrofers, aquests en decadència.
La població, que havia repoblat tota la serra en arribar a mitjan segle XIX, ha anat emigrant (a Barcelona, València, Sagunt, Castelló), especialment d’ençà del 1920, fins al punt que han desaparegut gairebé del tot els habitants disseminats. La població és mínima al sector de l’Alt Millars (nucli més important: Montant), que no assoleix els 15 h/km2. El sector de l’Alt Palància, on Algímia d’Almonesir assoleix 418 h, té de mitjana 20 h/km2. La vora muntanyenca de la Plana Baixa és naturalment la més poblada: tot excloent-ne municipis amb el nucli dins la Plana, com la Vila Vella, ja hi ha vertaderes viles, com Artana (2 024 h), i la densitat voreja els 50 h/km2.
La serra d’Espadà com a focus de resistència morisca
El 1526 la serra d’Espadà fou un dels nuclis més resistents de la rebel·lió morisca del País Valencià desencadenada per les rigoroses mesures reials del bateig o l’exili forçós. Almenys uns 4.000 moriscs s’hi refugiaren, procedents de Benaguasil, de la vall d’Almonesir, d’Eslida, d’Uixó, de Sogorb, així com de la serra de Bèrnia i de les valls de Guadalest i de Confrides, i elegiren com a rei Selim Almansor. A conseqüència de la victòria morisca a la vall d’Almonesir, al juliol, sortí la bandera de la ciutat de València acompanyada de cinc companyies, cavallers i el Centenar de la Ploma, sota el comandament del jurat en cap Gaspar de Montsoriu i, malgrat un cert desacord amb el general de l’exèrcit, el duc de Sogorb, Alfons d’Aragó i de Portugal, senyor de molts dels moriscs revoltats, lliurà una batalla decisiva, favorable a l’exèrcit, prop d’Aín. Amb l’ajuda d’alabarders alemanys, els moriscs foren vençuts definitivament el 21 de setembre de 1526; alguns aconseguiren de fugir i resistiren encara poc temps a la mola de Cortes. La repressió consegüent fou mitigada arran de la cort de València del 1528, que aconseguí del rei el sobreseïment de les causes dels revoltats.