Cette ZNIEFF se situe dans la basse vallée du Tarn. Elle occupe un tronçon de la rivière le Tarn sur un linéaire d’environ 3 628 ha. L’altitude moyenne est de 108 m. Les composantes paysagères sont le lit mineur de la rivière (méandres, gravières...) et sa ripisylve, des portions d’affluents ainsi que des zones boisées et agricoles.
La zone héberge une flore riche. Une grande partie des espèces appartient aux communautés annuelles thermophiles des pentes abruptes surplombant la rivière, comme par exemple l’Égilope ovale (Aegilops ovata), le Pallénis épineux (Asteriscus spinosus) et le Brachypode à deux épis (Brachypodium distachyon). Remarquable est la présence sur ces pentes, aux environs d’Albi, d’une plante très rare en France : la Céphalaire de Transylvanie (Cephalaria transsylvanica), espèce protégée en Midi-Pyrénées. La ripisylve présente çà et là quelques belles stations de Primevère acaule (Primula vulgaris subsp. vulgaris) et sur quelques falaises suintantes des bords du Tarn la Capillaire de Montpellier (Adiantum capillus-veneris). Les sables des bords de la rivière portent localement la Glaucienne jaune (Glaucium flavum), papavéracée rare à l’intérieur des terres en France. Enfin, la flore des bosquets thermophiles est également bien représentée, notamment avec l’Asperge à feuilles aiguës (Asparagus acutifolius), le Jasmin jaune (Jasminum fruticans) et le Chêne vert (Quercus ilex).
D’un point de vue faunistique, plusieurs groupes taxonomiques ont été recensés dont les plus représentatifs sont les oiseaux et les poissons pour les vertébrés, les orthoptères et les crustacés pour les invertébrés.
Concernant l’avifaune, plusieurs espèces déterminantes ont pu être comptabilisées,dont des oiseaux liés aux milieux humides.
Les zones tranquilles des ripisylves peuvent être occupées par l’Aigrette garzette et le Bihoreau gris tandis que les zones abritant des roselières peuvent accueillir la Rousserolle turdoïde.
Également, une zone exploitée et aménagée à proximité de la rivière a favorisé l’installation d’une colonie de Guêpier d’Europe et d’Hirondelle de rivage qui occupe les falaises et talus sableux générés par l’extraction de granulats. C’est également le cas du Petit Gravelot qui profite de ces milieux de substitution (zones sableuses ou caillouteuses planes) pour y nicher et élever ses jeunes.
D’un point de vue piscicole, parmi les 27 espèces recensées, 6 espèces déterminantes de poissons trouvent ici des conditions optimales pour se reproduire. On peut y observer le Brochet. Ce carnassier solitaire chasse à l’affût dans les fonds de rivière riches en herbiers et obstacles (souches d’arbres, roches...). On peut également trouver 3 espèces de la famille des cyprinidés : le Rotengle commun, la Tanche et la Bouvière qui apprécient les eaux calmes au courant modéré. Enfin, deux poissons migrateurs ont été trouvés. Il s’agit de l’Anguille et de la Grande Alose. Cette dernière remonte sur les parties basses de la rivière pour une courte durée correspondant à la saison de reproduction avant de rejoindre le milieu marin.
La qualité des eaux permet d’héberger 2 mollusques d’intérêt patrimonial reconnu. Moitessieria rolandiana, protégée en France, est une espèce inféodée aux cours d’eau de la bordure ouest et sud du Massif central. La seconde espèce est Belgrandiella saxatilis. Aussi, une coquille vide de Margaritifera margaritifera margaritifera a été retrouvée à l’aval immédiat de la confluence du Tarn et de l’Aveyron (septembre 2009).
Les crustacés constituent les animaux les plus fréquents des eaux souterraines avec 5 espèces déterminantes connus du Tarn aval. Selon Bou (2004), la présence d’espèces comme Microcharon boui, Candonopsis boui, Stenasellus virei, Salentinella petiti... forme des associations faunistiques remarquables des nappes phréatiques du bassin hydrographique du Tarn. Il est important de signaler que 2 des 5 espèces (Microcharon boui, Candonopsis boui) sont des endémiques tarnaises.
Les grèves du Tarn abritent plusieurs orthoptères patrimoniaux. Les adultes du petit grillon des torrents Pteronemobius lineolatus chantent en été. Parmi les criquets, l’Oedipode aigue-marine (Sphingonotus caerulans) est présente sur les grèves.
Une seule demoiselle déterminante est actuellement connue du site : le Caloptéryx hémorrhoïdal (Calopteryx haemorrhoidalis). Ce dernier vit habituellement plus sur les petits cours d’eau affluents que les grands cours d’eau tels que le Tarn. La Cordulie à corps fin (Oxygastra curtisii), protégée en France, est probablement présente sur cette portion du Tarn. Cette espèce affectionne particulièrement les eaux libres des grands cours d’eau.
Cette ZNIEFF occupe une portion de la rivière le Tarn à cheval sur trois départements (Tarn, Haute-Garonne et Tarn-et-Garonne). À son extrême est, elle débute au niveau de la commune de Saint-Juéry (à proximité immédiate d’Albi) pour se terminer à sa confluence avec la Garonne au niveau de la base de loisirs de Saint-Nicolas-de-la-Grave. Cette délimitation reprend la répartition des espèces de faune et de flore.