Hay que destacar que el río constituye un verdadero ecosistema fluvial y un importante vínculo entre los animales y vegetales que desarrollan su hábitat, especialmente a lo largo de la Vega Alta y parte de la Media.
Se pueden encontrar tramos de bosque de ribera o bosque galería (con sauces, espadañas, cañaverales, carrizos, olmos y rosales silvestres), así como chopos, álamos blancos, fresnos, zarzas y tarays en la franja intermedia.
En el bosque de rivera de la Vega Alta hay mamíferos emblemáticos, como la nutria, aves como el martín pescador, el mirlo acuático, las lavanderas o el ruiseñor, y anfibios, reptiles como los galápagos, peces como el barbo o la trucha.
Clima mediterráneo árido seco
La cuenca hidrográfica del Segura es característica por registrar importantes cambios de temperatura y climáticos, dependiendo de numerosos factores, como por ejemplo la latitud, topografía, orientación, exposición y distancia al mar, etc.
Tampoco las precipitaciones se distribuyen de forma homogénea, sino que guardan una estrecha relación con el relieve del terreno. En las montañas del noroeste de la cuenca, sometidas a vientos húmedos procedentes de las borrascas atlánticas del frente polar, es donde hay mayor concentración de lluvias, llegando a superar los mil milímetros por año como media. En cambio, esta media disminuye en las zonas más cercanas al litoral.
Además, los ciclos anuales tampoco se repiten regularmente, de forma que a años de sequías han sucedido épocas de inundaciones, y viceversa. Esta zona es una de las que cuentan con menor índice de precipitación anual de la Península (inferior a 300 mm por año de media), además de una creciente aridez de los terrenos, que aumenta conforme se desarrolla el trayecto de la cuenca.
Con las temperaturas ocurre algo parecido. En las sierras del noroeste las temperaturas son las más bajas de la cuenca, y conforme se desciende hacia el litoral van aumentando, hasta alcanzar los 18º C de media anual.
En general, los meses más fríos son diciembre y especialmente enero, y los más calurosos julio y agosto, destacando el primero de ellos.