Le grand massif forestier de Cîteaux s’intègre au sein du paysage plat de la plaine de Saône établi sur les argiles, marnes, limons, sables et graviers du quaternaire.
Ce massif abrite un réseau d’étangs, dont les quatre entités de la ZNIEFF qui sont exceptionnelles pour leur flore et leurs habitats de berge en période d'assec. Le site fait partie des plus remarquables de la plaine de Saône au niveau floristique.
Plusieurs espèces végétales déterminantes pour l’inventaire ZNIEFF ont été recensées dans les herbiers aquatiques avec notamment :
- la Fougère d'eau à quatre feuilles (Marsilea quadrifolia), espèce d’intérêt européen subissant de très fortes régressions en Bourgogne et en France,
- l'Elatine verticillée (Elatine alsinastrum) dont la présence est exceptionnelle en Bourgogne,
- le Potamot à feuilles de graminée (Potamogeton gramineus), également exceptionnelle au niveau régional,
- la Petite naïade (Najas minor),
- l'Hydrocharis morène (Hydrocharis morsus-ranae),
- l'Utriculaire citrine (Utricularia australis).
Sur les berges exondées, plusieurs espèces de flore déterminantes pour l'inventaire ZNIEFF ont également été observées, comme :
- l'Etoile d'eau (Damasonium alisma), dont la présence est exceptionnelle en Bourgogne,
- la Lindernie rampante (Lindernia palustris), rarissime en Bourgogne et inscrite au livre rouge de la flore menacée de France,
- le Bident radié (Bidens radiata), inscrite au livre rouge de la flore menacée de France et exceptionnelle en Bourgogne,
- le Scirpe couché (Schoenoplectus supinus),
- le Scirpe à inflorescence ovoïde (Eleocharis ovata).
Les roselières abritent quant à elles deux espèces intéressantes :
- le Calamagrostis blanchâtre (Calamagrostis canescens),
- le Butome en ombelle (Butomus umbellatus), espèce protégée réglementairement.
De plus, l’un des étangs présente un intérêt faunistique important avec un cortège oiseaux nicheurs remarquable avec :
- le Blongios nain (Ixobrychus minutus),
- le Héron pourpré (Ardea purpurea),
- la Rousserolle turdoïde (Acrocephalus arundinaceus).
Déterminantes pour l’inventaire ZNIEFF, ces trois espèces ne nichent que très rarement en Bourgogne.
D'autres espèces patrimoniales d'oiseaux ont également pu être observées sur ce site, témoignant de la diversité de ses habitats :
- la Pie-grièche écorcheur (Lanius collurio)
- le Pic épeichette (Dendrocopos minor)
Ce patrimoine naturel dépend notamment :
- de la tranquillité des étangs vis-à-vis des activités humaines,
- de leur gestion piscicole extensive,
- de la préservation des ceintures de végétation et du maintien des berges sans enrochement.
La ZNIEFF regroupe quatre entités centrées sur des étangs entourés de forêts. Les limites des unités ont été posées sur des limites de parcelles forestières ou sur les limites du massif forestier.