1. Budowa geologiczna
Teren gminy Zielonki leży w obrębie antyklinorium śląsko – krakowskiego, które graniczy z zapadliskiem przedkarpackim, za południową granicą gminy. Jego południowo – wschodnia część określana jest mianem Wyżyny Krakowskiej. Antyklinorium to, jest elementem w całości wypiętrzonym w stosunku do otoczenia. Można sobie je wyobrazić jako płytę, zapadającą z jednej strony ku wschodowi, w stronę Niecki Nidziańskiej i równocześnie zanurzającą się ku południowi pod Karpaty. Ta część Wyżyny Krakowskiej zbudowana jest z wapieni skalistych, ławicowych z krzemieniami oraz wapieni płytowych, które budują bardzo charakterystyczne dla dolinek podkrakowskich ostańce i skałki zboczowe, wyłaniające się spod warstwy glin lessowych i lessu. Dno doliny Prądnika wypełniają piaski i muły, a doliny - rzeczne piaski i żwiry rzeczne. Całą południową część gminy Zielonki, przykrywają iły, mułki, piaski i piaskowce mioceńskie oraz utworów czwartorzędowych w tym także pokrywy lessu. U wylotu Prądnika znajduje się duży stożek napływowy.

2. Rzeźba
Współczesna rzeźba obszaru krakowskiego jest wynikiem długiego, wieloetapowego rozwoju, którego początki sięgają schyłku kredy. Rzeźba ta jest wysoce urozmaicona i w dużym stopniu predysponowana budową geologiczną.

Nieco falista Wyżyna Krakowska pochylona jest wyraźnie ku południowemu wschodowi i rozcięta doliną Prądnika i jego dopływami na szereg półwyspowych wzgórz. Najwyższe wzniesienia znajdują się w północnej części w okolicach Grębynic (ok. 380 m.n.p.m.), a najniżej położona jest dolina strumienia Garliczka w Witkowicach (ok. 225 m. n. p. m.) Spośród nierównej miąższości płaszcza lessu odsłaniają się starsze utwory tylko w zboczach dolin. Są to osady górnej jury, środkowej i górnej kredy oraz miocenu.

Kotlina Krakowska jest płaska, wypełniona grubą warstwą czwartorzędowych piasków i żwirów, mających łącznie ponad 17 m miąższości. Piaski i żwiry tworzą duży stożek napływowy Prądnika osadzony bezpośrednio na iłach miocenu i przykryty drobnoziarnistymi brunatnymi piaskami. Granica pomiędzy kotliną, a wyżyną nie jest taka wyraźna, tylko w Witkowicach wyznacza ją stroma ściana. W pozostałych miejscach uważać można jako granicę strefę pomiędzy lessem przykrywającym wyżynę, a piaskami wypełniającymi kotlinę.

Zasadniczy wpływ na morfologię bez wątpienia wywarła tektonika uskokowa, ale również wyraźnie zaznacza się zależność morfologii od własności petrograficznych skał i ich odporności na wietrzenie. Lite wapienie, miejscami niewyraźnie uławicone, odporne na wietrzenie mechaniczne, zachowały się jako strome ścianki albo skałki. Zakwaszona woda wymywa w nich liczne groty wykorzystując spękania i uskoki. Całość okrywa nierównej grubości płat lessu osiągający 15 m miąższości. Woda wymywa w nim jary o charakterystycznych stromych zboczach. Less podścielony jest najczęściej piaszczystą gliną lub żwirami zawierającymi głazy północne (Bukowy 1956).

Strumienie, które spływają z tego obszaru w kierunku SSE mają założenia tektoniczne. Szczególnie wyraźnie uskoki, które uwarunkowały bieg poszczególnych strumieni, znajdują się w dolinie Prądnika, Naramki i Garliczki.

W miejscach przykrytych grubą warstwą plejstocenu, pojedyncze uskoki zaznaczają się bardzo słabo z wyjątkiem uskoków, które warunkowały bieg głównych strumieni oraz większego uskoku biegnącego przez Giebułtów, Januszowie i Garliczkę. Asymetryczność profilów zboczy tak charakterystyczna dla tej części wyżyny tłumaczona jest przeważnie czynnikami klimatycznymi oraz nierównomierną grubością lessu. W środkowym biegu Prądnika pomiędzy Januszowicami i Zielonkami, lewy brzeg doliny jest wyraźnie niższy od prawego i utworzony jest w dużej mierze z utworów kredy górnej, brzeg prawy zbudowany jest natomiast z wapieni ruraku.

3. Warunki glebowe
Występowanie utworów lessów i lessopodobych na prawie całym obszarze gminy sprawiło, że na tym podłożu wykształciły się gleby brunatne o bardzo wysokiej przydatności rolniczej. Obok nich występują także płatami rędziny, gleby ciężkie, o gorszych właściwościach retencyjnych, a w dnach dolin mady.

Na badanym obszarze dominują gleby III oraz II klasy bonitacyjnej, zajmujące odpowiednio ok. 60% i 25% powierzchni użytków rolnych i występują głównie na zboczach dolin o znacznym nachyleniu. Wśród użytków rolnych dominują grunty rolne zajmujące 72% powierzchni gminy (1991 r.) tj. 3512 ha. Większość gruntów ornych zalicza się do trzech kompleksów przydatności glebowo-rolniczej, pszennego dobrego i bardzo dobrego oraz pszennego wadliwego.

Tab. 1 Struktura klas gruntów w Gminie Zielonki. (Źródło: Dane Urzędu Gminy Zielonki)

4. Warunki klimatyczne
W okolicach Krakowa występują dwie krainy klimatyczne: umiarkowana ciepła (wyżyny) oraz kotlin. Niewielkie wzniesienia na wschód i zachód od Krakowa sprzyjają swobodnemu ruchowi mas powietrza. Teren ten znajduje się pod wpływem niżów i wyżów barycznych, przesuwających się zwykle z zachodu na wschód. Z zachodu napływa powietrze wilgotne, ciepłe zimą i chłodne latem. Ścieranie się tych mas powietrza powoduje, że okolice Krakowa mają zmienne warunki pogodowe. W okresie jesieni, zimy i przedwiośnia, wieją z południa wiatry fenowe – halny.

Zróżnicowanie warunków klimatycznych w obrębie gminy wynika z ukształtowania powierzchni terenu. Najkorzystniejsze warunki panują na wierzchowinach, gdzie średnie roczne temperatury wynoszą 7,5 0C, natomiast na stokach o ekspozycji północnej 6,6 0C, a w dnach dolin 6,2 0C. Natomiast okres wegetacyjny trwa na tym terenie od 210 do 220 dni. Średnia roczna wilgotność względna powietrza wynosi 77-80%. Maksimum przypada na okres od listopada do lutego, a minimum w maju.

Na terenie gminy znajduje się jeden posterunek opadowy, dla którego średnia roczna wartość opadów wynosi 665 mm.

5. Stosunki wodne
Gmina Zielonki położona jest głównie w dorzeczu rzeki Prądnik oraz niewielki jej obszar znajduje się w obrębie zlewni rzeki Dłubni. Obie te rzeki posiadają bieg prawie południkowy, płynąc z NNW na SSE i wpływają na obszarze Krakowa do Wisły.

W uszczelnionych i skrasowiałych wapieniach woda opadowa szybko i łatwo przenika w głąb, dlatego wody podziemne zalegają głęboko w skałach węglanowych, tworząc kilka poziomów i pięter wodonośnych. Najważniejszą rolę w kształtowaniu stosunków hydrologeologicznych odgrywa piętro wód jurajskich, mające także duże znaczenie gospodarcze i przyrodnicze.

6. Flora i fauna

6.1 Świat roślinny Największą powierzchnię na całej Wyżynie Krakowskiej zajmuje dziś ukształtowana przez człowieka roślinność synantropijna, na którą składają się przede wszystkim zbiorowiska pól uprawnych oraz towarzyszące osadom zbiorowiska ruderalne.

Szata leśna wyżyny jest interesująca, lecz silnie zniszczona przez człowieka. Lasy zachowały się głównie na zboczach dolin i wąwozów, w miejscach nie nadających się do rolniczego wykorzystania. Wierzchowinę pokrywają resztki lasów dębowo sosnowych. W dnach dolin znajdują się płaty olszyn i lasów łęgowych, a wzdłuż potoków zarośla wierzbowe. Strome i skaliste zbocza o wystawie południowej, tam gdzie las nie mógł się rozwinąć, pokrywają zarośla kserotermiczne. Natomiast na pionowych ściankach rozwinęły się murawy naskalne kserotermiczne. Bogate są również zbiorowiska mchów i porostów naskalnych, zróżnicowane w zależności od ekspozycji zboczy.

Duże bogactwo roślinności na terenie Wyżyny Krakowskiej sprawiło, iż powstał Ojcowski Park Narodowy, w otulinie, którego znajduje się gmina Zielonki. Również część gminy jest objęta ochroną w obrębie parków krajobrazowych: Dłubniańskiego oraz Dolinki Podkrakowskie.

6.2 Świat zwierzęcy Na obszarze Wyżyny Krakowskiej najbardziej charakterystyczne i wartościowe faunistycznie fragmenty przyrody (doliny Prądnika i jego dopływów) chronione są obecnie rezerwatami Ojcowskiego Parku Narodowego. Poza granicami OPN znajdują się także podobne fragmenty przyrody, rozproszone jednak i izolowane na większym obszarze wierzchowinowo - dolinnym. Najbardziej charakterystycznym zjawiskiem jest występowanie, w niewielkiej odległości od siebie, gatunków reliktowych związanych z zaciemnionym, wilgotnym i chłodnym środowiska dna dolin oraz stoków północnej ekspozycji - z jednej strony oraz sucho - i ciepłolubnych mieszkańców skał i zboczy o wystawie południowej - z drugiej strony.