Le bassin de la Dathée s'inscrit dans un contexte géologique purement armoricain. L'ensemble du réseau hydrographique prend ses sources dans les granites arénisés de Vire -secteur assez perméable-, et dispose de ressources aquifères importantes.
C'est au sein du bocage virois, au relief collinéen, que naissent ces cours d'eau avant de converger dans le vaste lac de la Dathée, d'où la rivière du même nom ressort et s'écoule plus lentement avant de rejoindre la Virène.
FLORE
On note la présence d'espèces rares telles que l'Oxalis corniculé (Oxalis corniculata) et la Rorippe des bois (Rorippa silvestris) -recensés à la périphérie du lac de la Dathée-, la Prêle des bois (Equisetum sylvaticum), le Callitriche pédonculé (Callitriche brutia), l'Élatine à six étamines (Elatine hexandra), le Scirpe à inflorescence ovoïde (Eleocharis ovata), la Limoselle aquatique (Limosella aquatica) -espèce protégée en Basse-Normandie-, la Montie à graines cartilagineuses (Montia arvensis),...
FAUNE
En amont du lac, le haut-bassin de la Dathée est caractérisé par des pentes marquées donnant aux cours d'eau un caractère torrentueux, un environnement bocager bien préservé, une forte pluviométrie, et une absence de rejets polluants. Toutefois, la bonne qualité de l'eau et des habitats aquatiques ne se traduit pas par un peuplement piscicole en rapport, en raison de l'obstacle à la migration de certaines espèces que présente le barrage.
Les populations de Truite fario (Salmo trutta fario) sont ici denses et bien équilibrées. Les espèces d'accompagnement (Chabot, Loche franche, Lamproie de Planer) sont également bien représentées. Notons la présence d'une belle population d'Ecrevisse à pieds blancs (Austropotamobius pallipes), espèce de fort intérêt patrimonial.
D'autre part, le plan d'eau de la Dathée constitue un lieu d'hivernage pour de nombreux anatidés et limicoles, ainsi que pour des passereaux inféodés aux milieux humides. Les espèces les plus fréquemment observées sont alors le Canard colvert (Anas platyrhynchos), la Sarcelle d'hiver (Anas querquedula), le Canard siffleur (Anas penelope), le Fuligule milouin (Aythya ferina), le Râle d'eau (Rallus aquaticus), la Foulque macroule (Fulica atra), la Bécassine des marais (Gallinago gallinago), la Mouette rieuse (Larus ridibundus), le Pipit sponcielle (Anthus spinoletta)...
On a observé la nidification du Canard colvert, du Grèbe huppé (Podiceps cristatus), du Bruant des roseaux (Emberiza schoeniclus), de l'Hypolaïs polyglotte (Hippolais polyglotta), de la Foulque macroule (Fulica atra), du Fuligule morillon (Aythya fuligula), du Grèbe castagneux (Tachybaptus ruficollis)...
Zone renfermant des espèces animales et végétales d'intérêt patrimonial.