L’elevata naturalità permette la presenza di numerosi rapaci diurni tra cui il lodolaio (Falco subbuteo), il falco pecchiaiolo (Pernis apivorus), lo sparviero (Accipiter nisus), il biancone (Circaetus gallicus) e la poiana (Buteo buteo. Vi nidificano inoltre, tra le altre specie, il succiacapre (Caprimulgus europaeus), l’averla piccola (Lanius collurio e la tottavilla (Lullula arborea); nei torrenti è presente inoltre il martin pescatore (Alcedo atthis).
Da segnalare infine la salamandrina dagli occhiali (Salamandrina terdigitata), anfibio endemico dell’Italia peninsulare, e il rospo smeraldino (Bufotes balearicus), oltre a numerose specie di invertebrati rare e localizzate.
Ricca anche la fauna ittica autoctona con specie rare o in diminuzione quali il vairone, la rovella ed il ghiozzo di ruscello.
All’interno del SIR, tra i crostacei si segnala la presenza del gambero di fiume (Austropotamobius pallipes), tra gli uccelli il biancone (Circaetus gallicus) è nidificante e ben rappresentato. Tra i mammiferi del SIR, il gatto selvatico (Felis silvestris) e la lontra (Lutra lutra), probabilmente estinta nel corso degli anni novanta. Il SIR è un’area potenzialmente molto idonea per il lupo (Canis lupus). Ittiofauna in buono stato di conservazione, comprendente specie di interesse regionale e comunitario.
La vegetazione boschiva, prevalente nell’area, è occasionalmente interrotta da coltivi, molti dei quali abbandonati (l’intera area è pressoché disabitata, compreso il nucleo principale di Vallerano). I boschi, ben conservati e stabili, sono per lo più caratterizzati da sclerofille sempreverdi mediterranee (con Quercus ilex e Viburnum tinus) che, nella stazioni più fresche, sono frammiste a caducifoglie quali il cerro (Quercus cerris, la roverella (Quercus pubescens), l’orniello (Fraxinus ornus) e il carpino nero (Ostrya carpinifolia).
Nelle situazioni più degradate prevalgono formazioni di macchia bassa con eriche (Erica spp.) e corbezzolo (Arbutus unedo), oppure radure con vegetazione erbacea o basso arbustiva; lungo i corsi d’acqua si rinvengono associazioni igrofile con pioppi (Populus spp.) e salici (Salix spp.). Di particolare interesse sono le garighe sviluppatesi sugli affioramenti ofiolitici, che ospitano un popolamento floristico di grande interesse, con specie esclusive delle serpentine tosco-liguri quali Alyssum bertolonii, Centaurea aplolepa, Stachys recta var. serpentinii, Thymus striatus var. ophioliticus, Euphorbia nicaeensis subsp. prostrata. Di particolare interesse è anche la presenza dell’endemica tosco-emiliana Stipa etrusca. Sono presenti inoltre estese piantagioni di conifere, cipressi e cedri, in gran parte destinati ad essere sostituiti dalla vegetazione autoctona.