Les étangs contigus de Belval et d' Etoges sont situés au sein de la vaste ZNIEFF II du massif forestier de Belval. Ces étangs sont parmi les plus vastes (le plus grand étang d'Argonne) et les plus anciens du département de la Marne. L'étang d' Etoges est un complément indispensable (remise) de celui de Belval. Peu profonds, ils occupent une dépression peu marquée ; leur sous sol sablo-argileux et leurs eaux riches mésotrophes constituent des conditions écologiques particulières avec une végétation originale composée par de vastes roselières (phragmitaies dominantes, scirpaies et de rares typhaies), des groupements aquatiques très étendus (potamaies, nymphaies), des groupements des rives exondées, des saulaies à saule cendré.
L'intérêt floristique est surtout lié à la végétation submergée eracinée (potamot à feuilles aigües et zannichellie des marais, rares en Champagne), à la végétation des rives (renoncule à feuilles de lierre, en limite d'aire, très rare et en voie de disparition) et flottante (uticulaire). Une chênaie marécageuse à laîche des marais (très abondante) et une aulnaie-frênaie à laîche allongée et laîche espacée, valériane dioïque et populage des marais forment les boisements du pourtour.
Du point de vue faunistique, c'est un site remarquable à plus d'un titre. L'entomofaune est bien représentée, notamment par les libellules avec 15 espèces rares ou menacées inscrites sur la liste rouge des insectes de Champagne-Ardenne : le sympetrum noir et le sympetrum jaune d'or, le leste dryade, l'agrion gracieux, l'aeschne printanière, la grande aeschne et l'aeschne isocèle, le gomphe vulgaire, la cordulie métallique, la cordulie à taches jaunes etune grande libellule spectaculaire, la cordulie à deux taches, l'orthetrum brun et l'orthetrum bleuissant, la libellule fauve et la leucorrhine à gros thorax, protégée en France depuis 1993, inscrite à l'annexe II de la Convention de Berne, à l'annexe IV de la directive Habitats et dans le livre rouge de la faune menacée sur le territoire national (dans la catégorie "en danger de disparition").
Les étangs attirent de nombreux batraciens et reptiles dont certains sont considérés comme rares en Champagne-Ardenne : le triton crêté (en régression en Fance et dans l'ensemble des pays d'Europe, inscrit dans les annexes II et IV de la directive Habitats et l'annexe II de la convention de Berne), la rainette verte arboricole (en déclin partout en Europe et surtout dans le nord et l'est pour la France, inscrite dans l'annexe IV de la directive Habitats et l'annexe II de la convention de Berne) et le lézard des souches (en déclin dans le nord-est de la France, inscrit à l'annexe II de la convention de Berne et à l'annexe IV de la directive Habitats). Tous les trois sont protégés en France et sont cités dans la liste rouge régionale des amphibiens et reptiles, en compagnie de la salamandre tachetée.
L'intérêt ornithologique des étangs de Belval et d' Etoges est établi depuis longtemps : ils figurent parmi les zones humides champenoises importantes, ils font partie de la convention Ramsar sur les zones humides, ont été proposés pour la directive Oiseaux (Z.I.C.O. des étangs d'Argonne) et pour la directive Habitats (avec les étangs de la Grande Rouillie). Outre des espèces nicheuses prestigieuses comme le butor étoilé ou le blongios nain (inscrits sur les annxes I de la directive Oiseaux et II de la convention de Berne, dans le livre rouge de la faune menacée en France dans la catégorie "vulnérable" pour le premier et "en danger" pour le second, et sur la liste rouge des oiseaux de Champagne-Ardenne), de nombreuses espèces d'Anatidés ou d'oiseaux d'eau nicheuses en régression et inscrites sur les listes rouges européenne, nationale ou régionale (sarcelle d'été, fuligule milouin, fuligule morillon, canard chipeau, canard souchet et occasionnellement le grèbe jougris et le grèbe à cou noir, etc.) fréquentent le site pour s'y reproduire. Il en va de même pour la rousserolle turdoïde, le phragmite des joncs, le râle d'eau et le petit gravelot également inscrits sur les listes rouges. Ce site est aussi important pour les oiseaux en migration avec de nombreux chevaliers (arlequin, gambette, aboyeur, culblanc, sylvain), canards (sarcelle d'hiver, canard pilet, canard colvert), grèbes (huppé et castagneux), mouettes (pygmée et rieuse), goélands (cendré et leucophée), bécasseaux (minute et varable), guifettes (moustac et leucoptère), sternes (naine et pierragrain), grande aigrette et aigrette garzette, héron pourpré, cigognes noire et blanche, etc. C'est un site fréquenté par les rapaces diurnes et nocturnes comme par exemple le milan noir, le busard des roseaux, le faucon hobereau (inscrits tous les trois sur la liste rouge régionale), l'effraie des rochers, la chouette hulotte, la buse, la bondrée apivore, le busard Saint-Martin, l'épervier d'Europe, le faucon pélerin et de façon plus exceptionnelle, lors des migrations, le balbusard pêcheur, l'aigle botté et le pygargue à queue blanche.
Deux espèces de chauves-souris ont été recensées sur la zone : il s'agit de la noctule de Leisler et de la noctule commune (annexes II de la convention de Berne et IV de la directive Habitats, livre rouge de la faune menacée en France et liste rouge régionale).
La ZNIEFF est paysagère et en bon état.
Les contours de la ZNIEFF suivent les limites des étangs et de leurs milieux environnants associés.