Het Kastanjebos ligt ten noorden van Veltem-Beisem en sluit aan bij de zogenaamde fossiele Vlaamse vallei. De bodem bestaat uit matig gleyige leemgronden met een hydromorfe grijsbruine podzolachtige bodem die vaak tijdens de winter en het voorjaar zeer nat is, ofwel gaat het om sterk gleyige leemgronden die daarentegen permanent nat zijn. Anderzijds vinden we in dit gebied ook afwisselend matig en sterk gleyige zandleemgronden die respectievelijk ook wisselend of permanent nat zijn. In het noordelijk deel stroomt de Lipsebeek, het zuidelijk deel van het Kastanjebos is zeer drassig.

Het Kastanjebos is in de 19de eeuw versnipperd geraakt, toen het quasi opgedeeld werd in twee delen door de rooiing van het middelste deel (het oostelijk deel is minder versnipperd dan het westelijk deel). Na 1900 werden aan de rand nog bijkomende percelen bos gerooid en omgezet in weiland of bebouwd. De akkers rondom het oorspronkelijke bos wijzigden niet. Aan de oostkant ligt de Sint-Benedictushoeve. Grote delen van het bos zijn historisch bos waardoor het bos van hoge bio-ecologische waarde is.

Het gebied wordt gekenmerkt door een gevarieerd landschap met afwisselend bospercelen, akkers en (soms) bomenrijen. De baan van Winksele naar Buken doorsnijdt het gebied in noord-zuidrichting.