Der Peterbach hat sich durch seine Erosionstätigkeit tief in den oberen Muschelkalk des Obernissaer Sattels eingesenkt. Im stark verkarsteten Muschelkalk ist zwischen Rohda und Büßleben eine Bachschwinde entstanden, wodurch Oberflächenwasser versinkt und unterirdisch abfließt.
Das Peterbachtal (Größe: ca. 95 ha) zeichnet sich durch wertvolle Biotopstrukturen aus.
Innerhalb einer ackerbaulich und gewerblich intensiv genutzten Umgebung stellt das Tal mit seinen angrenzenden Halbtrockenrasen, Streuobstwiesen, Auwaldstrukturen und den artenreichen Mischwaldbeständen des Wechselholzes ein Refugium für gefährdete und bestandsbedrohte Pflanzen- und Tierarten dar.
An den Hängen des Bachlaufs wachsen selten gewordene Gräser und Kräuter und auf den Streuobstwiesen gedeihen Silberdisteln.
Wanderwege führen bis ins angrenzende Ilmtal.