Le causse Noir est situé entre les gorges de la Dourbie au sud et celles de la Jonte au nord, et déborde sur le département du Gard. Cette ZNIEFF de près de 21 000 ha est essentiellement composée de pelouses sèches avec des degrés variables d’enfrichement (landes) dans sa partie orientale alors qu’elle est surtout forestière (pinèdes) dans sa partie occidentale. Sur les corniches du causse, ce sont des falaises, des affleurements rocheux et des éboulis. Plus localement, de petits points d’eau (lavognes, mares...) sont présents. Une partie de cette zone fait partie intégrante du Parc national des Cévennes. Enfin, une grande partie de cette ZNIEFF est classée en zone Natura 2000 au titre de la directive européenne « Habitats » (ZSC « Gorges de la Jonte » et ZSC « Causse Noir et ses corniches ») et au titre de la directive « Oiseaux » (ZPS « Gorges du Tarn et de la Jonte »).
L’intérêt du site est lié à la diversité et à la surface des milieux. Une grande étendue caussenarde (pelouses sèches plus ou moins enfrichées) permet la présence d’espèces caractéristiques de ce type de milieu. Certaines cultures sont également intéressantes, car de nombreuses espèces messicoles y trouvent des habitats favorables. Par ailleurs, une surface importante correspond à des milieux forestiers. La plupart des corniches du causse sont des falaises, des affleurements rocheux et des éboulis qui permettent la nidification d’oiseaux rupestres et la présence d’espèces floristiques caractéristiques. Plus localement, les petits points d’eau (mares, sources...) sont des milieux favorables à la reproduction des amphibiens. Dans le périmètre de cette ZNIEFF, quatre habitats sont déterminants : les hêtraies sur calcaire, les forêts de pins sylvestres du Massif central, les prairies à Molinie et les sources d’eaux dures. Tous ces milieux sont l’habitat de nombreuses espèces faunistiques ou floristiques déterminantes.
L’intérêt floristique des milieux rocheux et rocailleux (falaises, éboulis, dolomies...) est très important puisque de très nombreuses espèces protégées y ont été recensées. Ainsi, une espèce protégée au niveau national est notée : l’Ancolie des causses (Aquilegia viscosa subsp. viscosa), taxon endémique des causses. En protection régionale, on retrouve pas moins de onze espèces dont plusieurs endémiques des causses, d’Auvergne ou des Cévennes : la Sabline de Lozère (Arenaria ligericina), l’Armérie faux jonc (Armeria girardii), la Grande Uvette (Ephedra major subsp. major), la Gentiane de Coste (Gentiana clusii subsp. costei), la Globulaire à feuilles en cœur (Globularia cordifolia), l’Ibéris des rochers (Iberis saxatilis), la Marguerite vert-glauque (Leucanthemum subglaucum), la Grassette des causses (Pinguicula longifolia subsp. caussensis), la Potentille des Cévennes (Potentilla caulescens subsp. cebennensis), l’Anémone pulsatille rouge (Pulsatilla rubra subsp. rubra), la Saxifrage des Cévennes (Saxifraga cebennensis). Enfin, une espèce protégée au niveau départemental a été recensée : la Campanule remarquable (Campanula speciosa subsp. speciosa). En dehors des espèces protégées, plusieurs autres taxons sont jugés très rares en Aveyron : le Cynoglosse de Dioscoride (Cynoglossum dioscoridis), la Laîche à épis courts (Carex brachystachys), la Laîche pied-d’oiseau (Carex ornithopoda), le Cirse acarna (Picnomon acarna), la Ronce des rochers (Rubus saxatilis) et la Crapaudine à feuilles d’hysope (Sideritis hyssopifolia subsp. hyssopifolia). À cette longue liste de plantes vasculaires, on peut aussi ajouter une espèce de lichen (Caloplaca ferrarii) qui a été recensée sur le site. Du point de vue avifaunistique, plusieurs espèces rupestres se reproduisent dans les falaises des corniches du causse Noir (corniches donnant sur la Jonte, le Tarn ou la Dourbie). Le rapace le plus rare est sans conteste le Vautour percnoptère dont un couple se reproduit sur le site. Il y a également au moins deux couples de Faucon pèlerin. Le Vautour fauve est une espèce emblématique des Grands Causses dans lesquels elle a été réintroduite au début des années 1980. De nombreux couples de vautour ont installé leur nid dans les corniches du causse Noir. Enfin, le Grand-Duc d’Europe est également bien présent dans ces corniches. En dehors des rapaces, plusieurs couples de Crave à bec rouge et de Pigeon colombin se reproduisent dans les gorges. Deux autres espèces rupestres sont également régulièrement observées dans les gorges, mais leur reproduction n’y a pas encore été prouvée : le Martinet à ventre blanc et le Monticole bleu.
Pour ce qui est des milieux boisés, côté oiseaux, l’espèce la plus importante se reproduisant en forêt est sans conteste le Vautour moine. Réintroduits dans les Grands Causses dans les années 1990, l’ensemble des couples de Vautour moine nichent dans les gorges de la Jonte, du Tarn et de la Dourbie dont une partie sur les versants du causse Noir. Par ailleurs, plusieurs couples de Circaète Jean-le-Blanc et un couple de Milan royal sont connus tandis que le Pic noir est très présent sur les versants et sur le plateau forestier. L’intérêt floristique des bois est important puisque plusieurs espèces protégées y ont été recensées comme l’Épipogon sans feuilles (Epipogium aphyllum), espèce protégée au niveau national. Quatre espèces présentes sur le site sont également protégées au niveau régional : l’Arabette des Cévennes (Arabis cebennensis), la Laîche blanche (Carex alba), la Racine-de-corail (Corallorhiza corallorhiza) et la Gesse blanchâtre (Lathyrus pannonicus subsp. asphodeloides). En dehors des espèces protégées, plusieurs autres taxons sont jugés rares à très rares en Aveyron : le Sapin pectiné (Abies alba), la Doradille verte (Asplenium ramosum), la Violette étonnante (Viola mirabilis) ou encore la Grande fétuque (Festuca altissima). Quatre espèces de champignons déterminants ont été recensées sur le site dans les milieux forestiers : Entoloma bloxamii, Telephora caryophyllea, Cortinarius caesiocanescens et Cystoferma terreyi.
Concernant les pelouses sèches et les landes ouvertes, de très nombreuses espèces d’oiseaux typiques des agrosystèmes caussenards se reproduisent sur le causse Noir dont, pour les moins communes en Aveyron, le Pipit rousseline, l’Œdicnème criard, le Torcol fourmilier, la Pie-grièche méridionale, le Traquet motteux, le Petit-Duc scops, le Bruant ortolan... Des espèces plus rares ont aussi été observées de façon plus irrégulière comme la Pie-grièche à tête rousse, la Chevêche d’Athéna et le Moineau soulcie. En outre, trois espèces de fauvettes méditerranéennes, assez localisées dans le département de l’Aveyron, trouvent des milieux adéquats pour se reproduire sur le site : la Fauvette orphée, la Fauvette passerinette et la Fauvette pitchou. On peut noter aussi, de manière plus anecdotique, la reproduction d’un couple d’Élanion blanc en 1998 qui a réussi à mener quatre jeunes à l’envol. Cette espèce a connu une progression de ses effectifs depuis les années 1970 en Espagne, et un noyau de quelques couples s’est installé dans le Sud-Ouest de la France dans les années 1980. Cette population était composée d’une quinzaine de couples en 2008, principalement situés en Aquitaine, ce qui montre bien le côté exceptionnel de la reproduction sur le causse Noir en 1998. L’intérêt floristique des pelouses sèches est important puisque de nombreuses espèces protégées y ont été recensées dont plusieurs endémiques des causses. Ainsi, trois espèces protégées au niveau national sont notées : l’Adonis printanier (Adonis vernalis), l’Orchis parfumé (Orchis coriophora subsp. fragans) et le Genêt très épineux (Echinospartum horridum) tandis que l’Ophrys d’Aymonin (Ophrys aymonii) est protégé en Midi-Pyrénées. Par ailleurs, plusieurs espèces messicoles jugées rares à très rares en Aveyron ont été observées : l’Adonis d’automne (Adonis annua), l’Aspérule des champs (Asperula arvensis), la Roquette d’Orient (Conringia orientalis), le Caucalis à larges feuilles (Turgenia latifolia) et la Valérianelle à fruits piquants (Valerianella echinata). Les milieux ouverts permettent la présence de reptiles comme le Lézard catalan ou la Coronelle girondine, qui affectionnent les terrains rocheux, secs et bien ensoleillés, à végétation éparse d’affinités méditerranéennes. Enfin, plusieurs espèces de papillons diurnes déterminants sont présentes sur le site : le Sablé de la luzerne (Agrodiaetus dolus subsp. vittatus), localisé en Provence et sur les causses du Languedoc ; l’Hermite (Chazara briseis), assez répandu et assez abondant en région méditerranéenne, très localisé ailleurs. En forte régression, l’Hermite a disparu de l’Ouest et de presque toute la moitié nord de la France, et se trouve localement menacé dans le Midi (déprise pastorale, urbanisation...).
Deux mares présentes sur les communes de Saint-André-de-Vézines et La Roque-Sainte-Marguerite sont l’habitat de plusieurs amphibiens qui s’y reproduisent : l’Alyte accoucheur, le Crapaud calamite et le Pélodyte ponctué. Dans les ceintures de végétation des mares ou des sources, on note la présence de la Linaigrette à larges feuilles (Eriophorum latifolium), espèce protégée en Aveyron.
Le zonage prend en compte l’ensemble du causse Noir qui abrite une faune et une flore rares. Le plateau et les corniches donnent sur les gorges de la Jonte, du Tarn et de la Dourbie qui sont prises en compte. Cette ZNIEFF déborde dans le département du Gard. Les limites du site sont donc fixées par la présence des espèces déterminantes et par les formations végétales, tout cela étant en lien étroit avec le relief du site.