Le Bois du Gravelon est situé au nord de Longchamp-sur-Aujon. Il occupe le bord et les pente d'un plateau calcaire situé en bordure de la forêt de Clairvaux ainsi qu'une combe très marquée, le Val Chênevau. La ZNIEFF intéresse une grande partie de cette combe ainsi que le versant raide exposé au sud et fait partie de la grande ZNIEFF II du massif forestier de Clairvaux et des Dhuits. Les types forestiers sont très caractéristiques du secteur et exceptionnels pour le Barsuraubois : chênaie pubescente sur une grande partie du versant (Quercion pubescenti-petraeae), chênaie-hêtraie xérophile dans la combe et en haut du versant (Cephalanthero-Fagion) avec des ourlets très caractéristiques sur les pentes. Une partie de la forêt est récente de type accrue avec de nombreux pins sylvestres. Quelques prés et vergers sont également compris dans le périmètre de la ZNIEFF, ainsi que des cultures abandonnées envahies de broussailles. Les principales essences forestières sont le chêne pubescent, le chêne sessile, le hêtre, l'alisier blanc, l'alisier torminal, le sorbier domestique (arbre peu fréquent en Champagne), l'érable champêtre et l'orme des montagnes. Sous leur couvert se rencontrent notamment une grosse population de limodore abortif (orchidée très rare dans l'Aube où seulement quelques stations sont répertoriées), la garance voyageuse (rare dans l'Aube, ici à sa limite de répartition absolue vers l'est), trois espèces protégées en Champagne-Ardenne (la grande gentiane jaune, les céphalanthères rouge et à feuilles en épée) et une au niveau national, l'aster amelle. La faune avienne est variée et constituée des hôtes habituels des forêts du secteur (pouillots, mésanges, grives et pigeons, loriots, fauvettes, grosbecs, etc.). Le hibou moyen duc et le pic noir y nidifient. C'est de plus une zone importante de brâme du cerf. Le site, menacé par l'enrésinement et la fermeture du milieu, est encore en bon état. Il fait partie de la Z. I. C. O. n° 06 (Barrois et Forêt de Clairvaux) retenue dans le cadre de la directive Oiseaux.
Les limites de la ZNIEFF suivent les contours d'une combe fporestière et d'un coteau boisé exposé au sud.