La ZNIEFF du « massif de l’Arize, versant nord » occupe la partie nord du massif de l’Arize, sur 12 400 ha essentiellement situés à l’étage collinéen. Le relief y est assez tourmenté, entaillé par de nombreux cours d’eau s’écoulant vers le nord. Les versants et fonds de versants sont en grande majorité boisés. Les milieux ouverts se rencontrent en fonds de vallons avec des prairies humides, autour des hameaux, des villages et des exploitations agricoles disséminées, ainsi qu’en haut des versants avec des prairies et des pelouses pâturées et de fauche. La zone est parsemée d’anciennes mines et carrières, offrant, avec les grottes naturelles, de nombreuses cavités. L’exposition principale au nord, l’influence des précipitations atlantiques assez marquée et la nature du sol (sur substrats principalement schisteux) contribuent à l’ambiance fraîche et humide de la zone.
Les principaux milieux intéressants sont : les frênaies-chênaies et chênaies-charmaies aquitaniennes situées de manière générale dans les fonds de vallons et sur les versants frais et humides, abritant des cortèges d’espèces saproxyliques intéressants (champignons et lichens) ; les sources pétrifiantes émergentes dont les communautés végétales sont spécialisées et dominées par les bryophytes ; les cours d’eau abritant des espèces rares et vulnérables ; les cavités naturelles et artificielles, gîtes de quelques espèces de chauves-souris vulnérables et protégées au niveau national.
Sur le plan floristique, quelques espèces déterminantes sont présentes. Nous pouvons citer entre autres le Myosotis bicolore (Myosotis discolor), la Valériane des Pyrénées (Valeriana pyrenaica), une espèce endémique des Pyrénées et du nord de la péninsule Ibérique que l’on trouve dans les sous-bois humides et les mégaphorbiaies, l’If (Taxus baccata) et l’Osmonde royale (Osmunda regalis), une fougère faiblement représentée en Ariège. De très nombreuses espèces de champignons déterminantes sont également présentes sur la zone, en milieux boisés comme en pelouses. Dans les fonds de vallons, on peut observer quelques espèces de lichens intéressantes dont Byssoloma leucoblepharum, Stereocaulon plicatile et Strigula buxi. Les intérêts faunistiques sont nombreux. Les multiples cours d’eau sont l’habitat d’un mammifère rare et vulnérable, endémique des Pyrénées et du nord-ouest de la péninsule Ibérique, sensible à la qualité de l’eau : le Desman des Pyrénées (Galemys pyrenaicus), protection nationale et annexes II et IV de la directive « Habitats ». On y rencontre également un amphibien endémique des Pyrénées, protégé, l’Euprocte (Euproctus asper). Dans les cavités souterraines vivent quelques espèces de chauves-souris vulnérables en France, inscrites aux annexes II et IV de la directive « Habitats » et protégées en France. Ces espèces sont sensibles au dérangement. On y observe également quelques espèces de coléoptères micro-endémiques inféodés à ces milieux comme les Aphaenops (Aphaenops pluto et Aphaenops cerberus), protection nationale, Anthrocharis querilhaci, Geotrechus saulcyi et Speonomus hydrophilus. Nous pouvons mentionner aussi une faune liée aux milieux plus ou moins boisés avec notamment deux espèces de mollusques à aire de répartition réduite en France que sont Cochlostoma nouleti et Cochlostoma obscurum obscurum, ainsi qu’une espèce de chauve-souris, le Murin de Bechstein (Myotis bechsteinii), protection nationale et annexes II et IV de la directive « Habitats », dont les creux d’arbres âgés ou dépérissants constituent le gîte. Le Grand-duc d’Europe (Bubo bubo, protection nationale et annexes I et II de la directive « Oiseaux ») est également observé dans les zones rocheuses.
Les facteurs influençant l’évolution de la zone sont en particulier l’activité forestière avec une sylviculture favorisant les plantations de résineux (Douglas et Épicéa) au détriment des chênaies et frênaies-chênaies, la pollution diffuse des eaux par des rejets d’origine agricole et urbaine au détriment des espèces liées à ces milieux, et le dérangement des gîtes et des habitats de certaines espèces sensibles.
D’un point de vue géomorphologique, la zone englobe les versants nord et d’altitude inférieure à 1 000 m du massif cristallin de l’Arize. Elle est constituée d’un ensemble de versants boisés et de fonds de vallons relativement frais et humides où courent de nombreux cours d’eau. D’un point de vue géo-lithologique, la zone correspond à la partie schisteuse du massif (avec un gradient sud-nord : micaschistes, schistes et calcschistes). Les versants et bas de versants sont souvent peuplés de frênaies-chênaies et chênaies-charmaies aquitaniennes, habitat déterminant. Au nord, c’est la limite entre ces versants boisés, riches notamment en espèces déterminantes de champignons, et les zones de plaine, plus artificialisées, qui a prépondéré. Au sud, la limite suit la localisation des galliformes de montagne, qui font partie d’une autre ZNIEFF : « Massif de l’Arize, zone d’altitude ».