臺鐵舊山線從三義一路蜿蜒至后里，經過兩座車站、二座花樑結構鐵橋與八個隧道，沿途穿山越嶺，景觀多變，因舊山線處於南北氣候的分隔帶與寒暖氣流之交會處，造成春、秋兩季時，勝興以北濃霧籠罩，以南陽光普照，是臺鐵路線中最具特色的一段。
自然地理景觀特色舊山線在三義鄉境內，東西兩側為丘陵，分別被火焰山與三角山包夾，入口處形成一個如同廊道的谷地，通過繁榮的鄉街，擠進狹長谷地後，開始出現低矮的山丘餘脈，相思樹、油桐、果樹、雜樹林蔓生在被紅土掩覆的丘陵山地間，鐵路直至大安溪、臺中市界地形才趨於平坦。
大安溪鐵橋
此段標高約在350-500公尺，大體而言，東面因緊靠苗栗大湖鄉山地，地勢較高，西側則較低與平緩。后里鄉位於后里臺地東側，東為地形陡降之山地，西則接平緩之臺地，地勢由東南向西傾斜，高度在220-230公尺間。后里臺地北倚大安溪、南臨大甲溪，屬於兩溪交織出的沖積扇地形，相較於三義鄉丘陵起伏、山巒疊嶂的地理環境，本區地形可說是十分平坦。
舊山線區域內動物資源豐富，但並無特殊之物種存在，而是依開發程度、植生型態、海拔高度等環境特性而生，本區可見之動物種類有生活在大安溪、大甲溪等溪流內的臺灣鮠、中臺鯪、叉尾鯪等；而水田中可見土鰍、粗鱗土鰍、鱔魚等，除叉尾鯪較為罕見外，其餘皆屬臺灣一般水域常見魚類。
兩棲類/爬蟲類則有中華大蟾蜍、虎皮蛙、臺北赤蛙、金線蛙、小雨蛙、黑眶蟾蜍、貢德氏赤蛙、澤蛙、中國樹蟾、手巾蛇、守宮、南蛇、眼鏡蛇等。
棲息於本區的鳥類大多為可見或普遍可見的鳥類，一些稀有或臺灣特有鳥類鴛鴦、深山竹雞在本區也可看見。而哺乳類多為小型種類。蝴蝶約有110種，包括鳳蝶、粉蝶、斑蝶、蛇目蝶、環紋蝶、蛺蝶、小灰蝶與弄蝶等。
三義、后里屬人為開發較明顯的丘陵地，地勢不高，但動植物等生態資源豐富，其中大多屬於一般生態，並無特殊之動植物種類存在。屬於600公尺以下的擬熱帶雨林，此種生態體系通常的氣候特徵為高溫多雨、全年月溫差小、年平均溫25-26℃、土壤多屬灰化紅黃壤、年雨量在2,000-4,000公釐間，由於植物群屬多層分布、植物種類眾多，顯示出熱帶雨林之特徵。
本區植物種類可分為：喬木層、林下小喬木、灌木、藤蔓類、地被植物、著生植物、板根植物與幹花植物等。除上述自然植物群落外，舊山線沿線在三義站、后里站一帶大多已經人為開發，大片農作與竹林等人為植栽為植物特色，進入勝興、龍騰斷橋後，則逐漸可見熱帶雨林之原貌。
比較評估臺鐵舊山線與已列名的世界遺產名錄中的瑞士少女峰登山鐵路相較，瑞士少女峰登山鐵路其終點少女峰站海拔3,454公尺，是歐洲最高的火車站，山頂上的阿德雷冰河氣勢更是壯觀，因此，在2001年底，鐵路與冰河同時被聯合國教科文組織納入「世界文化遺產名錄」中。
少女峰登山鐵路動工於西元1896年，施工長達16年，1912年才正式通車，這條鐵路有四分之三左右的路段是在冰河底的隧道岩壁裡通過，工程十分艱辛，很難令人想像從海拔僅567公尺的地方，搭火車可以登上遠山之巔海拔3,454公尺的車站，落差2,887公尺，火車能於短短32.6公里爬上山，令人讚嘆瑞士鐵路工程的偉大。
臺鐵舊山線完工於1908年，鐵道為因應爬坡的限制，在山中蜿蜒而行16公里後，才開始爬坡。這條鐵路最高點在勝興車站，站內設有「海拔402.36公尺臺灣鐵路最高點」紀念碑，是早期臺灣鐵路山線上下行列車交會處，山線的重要關卡。臺鐵舊山線由三義至后里總長15.9公里，其間因穿過關刀山與火炎山，共修築8座隧道與跨越深谷的魚藤坪橋、內社川橋，一路向南行過大安溪鐵橋，進入臺中后里地形才趨於平坦，鐵路沿線的勝興車站與泰安車站先後被苗栗縣政府及臺中市政府列為「縣定古蹟」和「臺中市市定古蹟」。
臺鐵舊山線與少女峰登山鐵路最大的不同，在於其不僅是一條鐵路，也是一條貫穿時空交錯的歷史路線，由於沿線蘊含著豐富的自然生態資源，具有複合式世界遺產的條件。
鯉魚潭鐵橋