El espacio natural del Rio Cabriel y sus afluentes como son las Hoces, el rio Guadazcón y los Ojos de Moya en el rio Mira se caracteriza por sus altos valores paisajísticos y ambientales. En el grupo de las aves destaca la diversidad y abundancia de rupícolas, con importantes poblaciones de águila perdicera, para la que supone el baluarte principal en la provincia de Cuenca, águila real, halcón peregrino y búho real. Para este conjunto de especies, la zona supera ampliamente los criterios establecidos para la designación como ZEPA, siendo una de las más importantes de la Región para su conservación.

Existen 11 áreas de la red Natura 2000 de la Unión Europea, los denominados LIC (Lugar de Importancia Comunitaria) y ZEPAs (Zonas de especial protección para las aves).

El río alberga hábitat ideales para el mirlo acuático y el martín pescador y constituye un hábitat de excepcional importancia para la nutria, que tiene aquí una elevada densidad poblacional y muestra una distribución continua a lo largo de todos los cauces y sus tributarios. También hay zonas con pequeñas poblaciones naturales de cabra montés, como la Reserva Natural de las Hoces del Cabriel.

Son importantes las poblaciones de peces, con especies de área muy restringida que tienen aquí su única zona de distribución regional, como la loina, o sus mejores poblaciones en el caso del blenio o fraile. El río Cabriel mantiene en su cabecera importantes poblaciones de trucha común que, a partir de la localidad de Cañete, se van enriqueciendo con ciprínidos (especialmente barbo mediterráneo) en un amplio tramo intermedio apto para salmónidos. La anguila ocupa también el tramo bajo del río Cabriel gracias a la repoblaciones que se realizan, ya que la existencia de presas insalvables anula la posibilidad de remonte por las angulas.

Todo el río Cabriel aparece orlado de una comunidad riparia interesante con saucedas arbustivas (Salix atrocinerea, purpurea y S. eleagnos), saucedas arbóreas (Salix alba y S. fragilis), fresnedas (Fraxinus angustifolia) y choperas (Populus nigra), que van incorporando elementos más termófilos hacia su tramo bajo, como el taray y la adelfa.

En su tramo medio conquense, el Cabriel atraviesa un conjunto de materiales de edad paleozoica y mesozoica de excepcional valor geológico. Se trata del rodenal del Cabriel, que constituye un excepcional afloramiento de las series del Pérmico y Triásico, y todo un referente a nivel europeo que recibe visitas de expertos geólogos de todo el mundo. Paisajísticamente, el modelado desarrollado sobre areniscas y conglomerados rojos del Buntsandstein conforma una serie de cañones, escarpes y monolitos que contrastan cromáticamente con el verde oscuro de los extensos pinares de Pinus pinaster.

El pino predominante en el entorno del rodenal es conocido localmente como pino rodeno, por su apetencia ecológica por estos terrenos silíceos arenosos. Acompañando al pino por su afinidad con los suelos ácidos, encontramos rodales de rebollo, de madroño y de todo tipo de brezos, en particular el protegido Erica cinerea.