El curso alto del río Santa Engracia constituye un ejemplo representativo de los ríos de montaña húmeda calcárea.
El régimen hidrológico es pluvio-nival, permanente, y conserva sus características naturales.
El curso del río discurre por el fondo de un valle principalmente confinado, modelado sobre margas y calizas, que en algún tramo presenta una llanura de inundación estrecha y discontinua. El cauce muestra una estructura longitudinal en la que predomina una sucesión de rápidos remansos con un lecho en el que abundan los bloques y los afloramientos rocosos.
La cubierta vegetal ribereña está formada por una aliseda mesótrofa atlántica típica, acompañada por fresnos (Fraxinus excelsior) y avellanos (Corylus avellana). El grado de naturalidad es alto y no se han detectado especies exóticas invasoras, si bien el espacio ripario es ocupado por pastos y espinares en algún tramo del recorrido, consecuencia del uso tradicional de estos fondos de valle.
El río mantiene su continuidad longitudinal y transversal, así como con el medio hiporreico, conservando inalterada la dinámica de los procesos naturales fluviales.