Erhaltung wertvoller Trocken- und Halbtrockenrasen und verschiedener naturnaher Waldgesellschaften.

Das NSG liegt unmittelbar südlich von Freyburg im LSG "Unstrut- Triasland".
Zum NSG gehören die besonders steilen Hänge zum Hasseltal, und seine zahlreichen östlich einmündenden kurzen Trockentälchen, die nord- und ostexponierten Hänge zum Unstruttal sowie Teile des dazwischen liegenden Plateaus.

Auf den Plateaus und Schatthängen stockt buchenreicher Traubeneichen- Winterlinden-Hainbuchenwald (Galio sylvatici-Carpinetum betuli). Auf Hangkanten ist stellenweise ein straucharmer Orchideen-Buchenwald (Carici-Fagetum) mit Bleichem Waldvöglein (Cephalanthera damasonium) ausgebildet.
Oberhänge werden von einem subxerothermen Elsbeeren-Eichenwald eingenommen.
Der echte Elsbeeren- (Flaum-) Eichenwald (Quercetum pubescenti-petraeae) mit dem Vorkommen des seltenen Speierlings (Sorbus domestica) tritt an den Oberhangkanten der Trockentäler auf.
Kopfig geschnittene Trauben-Eichen (Quercus petraea) - sogenannte Lichter - sind als eine kulturhistorische Besonderheit zu werten.
Ein Teil der naturnahen Wälder wurde durch Nadel- und Nadelmischforste
ersetzt.  Als subkontinental verbreitete Art ist die seltene Steppen-Kirsche (Cerasus fruticosa) im Gebiet anzutreffen.
Schneeball-Hartriegel-Gebüsche (Viburno lantanae-Cornetum sanguinei) schließen sich teilweise an den Waldbestand an.

Hervorhebenswerte Saumgesellschaften des NSG sind xerothermer Blutstorchschnabel-Hirschwurz-Saum (Geranio sanguinei-Peucedanetum cervariae), Blutstorchschnabel-Waldklee-Saum (Geranio sanguinei- Trifolietum alpestris), mesophiler Odermennig-Saum (Trifolio medii-Agrimonietum eupatoriae) und Hainwachtelweizen-Saum (Trifolio medii-Melampyretum nemorosi).

In Abhängigkeit vom Standort treten weitere Vegetationsgesellschaften auf:

• Fiederzwenken-Halbtrockenrasen (Festuco rupicolae-Brachypodietum pinnati) auf alten Schaftriften,
• Traubengamander-Wimperperlgras-Magerrasen (Teucrio botryos- Melicetum ciliatae) im Bereich der Kalksteinbrüche,
• graslilienreicher Faserschirm-Zwergseggen-Trockenrasen (Trinio- Caricetum humilis) auf steilen und skelettreichen Muschelkalkhängen und
• Kalk-Eschenwald an Hangfüßen.

Zum Naturschutzgebiet gehören ebenfalls

• alte, z. T. mäßig verbuschte Streuobstwiesen,
• bachbegleitende Gehölze und Hochstaudengesellschaften,
• mesophiles Wirtschaftsgrünland,
• Kalkäcker,
• Ackerbrachen sowie
• Ruderalgesellschaften, die sich zum Fiederzwenken-Halbtrockenrasen entwickeln und
• initiale Wasserpflanzengesellschaften dreier kleiner Teiche.

Die Toten Täler haben überregional bekannte Orchideenvorkommen mit

• Purpur-Knabenkraut (Orchis purpurea),
• Stattlichem Knabenkraut (Orchis mascula),
• Helm-Knabenkraut (Orchis militaris),
•  Blassem Knabenkraut (Orchis pallens),
• Gemeiner Händelwurz (Gymnadenia conopsea),
• Fliegen-Ragwurz (Ophrys insectifera),
• Bienen-Ragwurz (Ophrys apifera),
• Spinnen-Ragwurz (Ophrys sphecodes),
• Großem Zweiblatt (Listera ovata),
• Braunroter Sitter (Epipactis atrorubens) und
• Zweiblättriger und Grünlicher Waldhyazinthe (Platanthera bifolia, P. chlorantha).

Das NSG weist eine artenreiche Pilzflora auf. Als Beispiele seien genannt:

• Lactarius flavidus,
• Oudemannsiella badia und
• Geastrum fimbriatum.

Zu den vorkommenden Fledermausarten gehören Mausohr (Myotis myotis) und Mopsfledermaus (Barbastella barbastellus).

Als Besonderheit des NSG ist die Plumpschrecke zu nennen.