Svarbiausios gamtos vertybės yra Ventos, Virvytės, Dabikinės, Uogio, Avižlio upės ir upeliai, jų natūralus hidrografinis tinklas, slėniai su retomis Lietuvoje natūraliomis pievomis, senomis giriomis ir giraitėmis. Upėms būdingos didelės išraiškingos kilpos, slėniams – statūs šlaitai su unikaliomis atodangomis. Europos mastu ypač vertinga Papilės atodanga, kurioje atidengti juros periodo suakmenėjusios faunos kompleksai, buvę žemės paviršiuje prieš 155-130 milijonų metų. Tai unikalus geologinis paminklas.

Papilės seniūnijoje auga 15-kamienė liepa, Rudikių ąžuolas. Žibikų pušyne stūkso mitologinis Juodasis akmuo, dar vadinamas Meilės akmeniu.