De stad is bekend om de fossielen die gevonden zijn in de kliffen en op de stranden, die deel uitmaken van de Jurassic Coast - een Werelderfgoedlocatie. De Jurassic Coast strekt zich uit over een afstand van 153 kilometer (95 mi).
De kuststrook langs de kustlijn biedt een ononderbroken opeenvolging van Trias-, Jura- en Krijtgesteenten die ongeveer 185 miljoen jaar geschiedenis van de aarde beslaan. De plaatsen langs de Jurakust omvatten enkele belangrijke fossiele zones. Het Blauwe Lias-gesteente herbergt een groot aantal overblijfselen uit het vroege Jura, een tijdperk waarin goede fossiele vondsten zeldzaam zijn. Veel van de overblijfselen zijn goed bewaard gebleven, met complete specimens van verschillende belangrijke soorten. Veel van de vroegste vondsten van resten van dinosaurussen en andere prehistorische reptielen werden gedaan in het gebied rond Lyme Regis, met name die van Mary Anning (1799-1847). Belangrijke vondsten zijn onder meer Ichthyosaurus, Plesiosaurus, Dimorphodon, Scelidosaurus, een van de eerste gepantserde (Thyreophora) dinosaurussen. De stad houdt nu jaarlijks een Mary Anning Day en Lyme Regis Fossil Festival. In 1966 werd in Lyme Regis een fossiel van 's werelds grootste mot ontdekt.
Aardverschuivingen
Het kustgebied bij Lyme Regis is onderhevig aan grote aardverschuivingen. Dit betekent dat fossielen uit de Juratijd regelmatig bloot komen te liggen en op de stranden kunnen worden gevonden, maar het veroorzaakt ook verwoestingen in het stadje.
Een van de spectaculairste aardverschuivingen vond plaats op 24 december 1839, 3 mijl (4,8 km) ten westen langs de kust in Devon die behoort tot Bindon Manor en bekend staat als "The Dowlands Landslip". Ongeveer 18 ha (45 acres) akkers met tarwe en rapen werden ontwricht toen zich een grote kloof vormde met een doorsnede van meer dan 91 m (300 voet), een diepte van 49 m (160 voet) en een lengte van 1,21 km (1,75 mijl). De gewassen bleven intact op de top van wat bekend werd als "Goat Island" tussen de nieuw gevormde geulen. Op 3 februari 1840, vijf weken later, vond een tweede aardverschuiving plaats in de buurt, maar veel kleiner dan de eerste. Dit vreemde fenomeen trok veel bezoekers en de slimme boeren vroegen sixpence voor de toegang en hielden een groots oogstfeest toen het graan rijp was. Het gebied staat nu bekend als The Undercliff en is van groot belang vanwege zijn gevarieerde natuurlijke geschiedenis.
In 2005 werd begonnen met een bouwproject van 16 miljoen pond om de kliffen te stabiliseren en de stad tegen kusterosie te beschermen. Het belangrijkste strand van de stad werd heraangelegd en op 1 juli 2006 heropend. Op de avond van 6 mei 2008 gleed een stuk land van 400 meter af op het strand tussen Lyme Regis en Charmouth. De plaatselijke politie beschreef de aardverschuiving als de "ergste in 100 jaar".
