庄内川は、山間地の盆地や渓谷を流下する上流部、段丘部を流下する中流部、平野部を流下する下流部、さらに干拓地を流下する河口部から構成されています。
　特に、下流部は名古屋市街地を流れ、都市部に残された貴重な自然環境となっています。

上流部の自然環境

急峻な山地は少なく、自然のアカマツやコナラの群落やスギの人工林などで覆われており、瀬と淵が連続する渓谷部には、ヤマセミ、カワガラスなどの鳥類が見られます。土岐、多治見の盆地部では、市街地の中心を流下し、河岸にはツルヨシ群落が見られ、アカザやカワヨシノボリなどが生息しています。
　
　魚類は、カワヨシノボリやアカザが生息し、アブラハヤ、ドンコ等が上流部でのみ確認されています。
　底生動物は、カゲロウ類やトンボ類をはじめ、トビケラ類といった渓流の流水環境を好む水生昆虫が生息しています。
　植物は、河岸が渓流となっているために岩場が発達し、ネコヤナギ群落やカワラハンノキ群落等の渓畔林が見られます。斜面部にはコナラ群落等の二次林やスギの人工林が広く分布しています。また、水際部には、流路が蛇行していることから礫河原が広く形成され、ツルヨシ群落等が広がっています。
　鳥類は、周辺に広がる樹林地環境を反映してヤマセミやカワガラス等の渓流性の種、アオゲラ等の山地性の種が多く生息しています。水際部の礫河原ではイカルチドリやセキレイ類等が多数生息し、冬季にはオシドリが多く見られます。しかし、多治見市付近では市街地内を流れることから、人里周辺に生息するツバメやスズメの個体数が顕著に多く見られます。なお、新土岐川橋はイワツバメの集団繁殖地になっています。
　両生類・爬虫類・哺乳類は、樹林地が水際より連続しているためカジカガエルやニホンリス、ヒメネズミ等が生息しています。
　陸上昆虫類は、高水敷の草地ではカメムシ目やテントウムシ科、バッタ目が多く生息しています。しかし、周辺環境を反映して樹林地に生息するコウチュウ目やチョウ目も多く見られます。

中流部の自然環境

中流部は広い河川敷が発達し、河原にはオギ群落、カワヤナギ群落が見られる。河道は、瀬と淵、砂礫の州が分布する多様な環境が形成されており、砂礫地に営巣するチドリ類などが見られます。旧河道沿いの一部に自然堤防や後背湿地が分布していたが、近年では宅地等の整備が進んでいます。

　魚類は、純淡水魚が大部分を占め、オイカワ、アユ、カワヨシノボリ等が生息しています。
　底生動物は、カゲロウ類やトンボ類をはじめ、トビケラ類といった瀬淵の連続する流水環境を好む水生昆虫が生息しています。
　植物は、水際にはカワヤナギ低木群落等のヤナギ林、オギ群落等の湿生草地が分布しています。一方、高水敷にはエノキ群落やオニグルミ群落等の樹林地が形成されています。また、陸地化した河原の部分にはハリエンジュ(外来種)が分布しています。
　鳥類は、高水敷の草地にはスズメや水際の低木林にはヒヨドリ等が多く生息しています。点在する砂礫地には、コチドリやイカルチドリ等が見られ、サギ類やカモ類も休息場として利用しています。冬季にはオオタカやノスリ等の猛禽類も見られます。
　両生類・爬虫類・哺乳類では、水際の高茎草地にカヤネズミが生息しています。
　陸上昆虫類は、草地に依存するカメムシ目や水際のヤナギ類に依存するヤナギツヤカスミカメ等が見られます。また、比較的起伏の激しい地形では出水時の水が溜まっていると考えられる池状の場所もあり、止水性のトンボ類も見られます。

下流部の自然環境

名古屋市などの市街地が広がり、緩やかに蛇行する河道は、水際にヨシ群落などの湿生植物が分布するなど、都市河川でありながら、自然豊かな環境を有する貴重な空間となっています。高水敷は、農地、都市計画緑地、散策路や高校などのグラウンド、ゴルフ場などに利用されています。
　
　魚類は、枇杷島橋（びわじま）より下流が感潮区域であることからオイカワ、ギンブナ等の淡水魚、ボラ等の汽水海水魚が見られます。回遊魚としては、ウナギ、アユ、カマキリ等が見られます。
　底生動物は、イトミミズ科やシマイシビル等の汚濁に強い種が多く見られます。
　植物は、畑、人工草地、公園、グラウンド等の人工的な環境が広範囲に見られ、ヨシ群落やオギ群落が広く分布しています。また、オオブタクサ、セイタカアワダチソウ等の外来植物の分布もみられます。
　鳥類は、樹林性のキジバト等が多く生息している。点在する砂礫地では、コチドリ等が生息しており、水際ではゴイサギのねぐらが形成されている。庄内緑地内の池ではカルガモやバン、カワセミが生息し、冬季にはカモ類が多く見られます。
　両生類・爬虫類・哺乳類では、水際の高茎草地にカヤネズミが生息し、水際にはウシガエルやヌートリアが生息しています。
　陸上昆虫類は、草地に多く見られるカメムシ目やハチ目が多く生息しています。ヨシ原に見られるヒメテントウ類も多く見られる。またエノキが生育している場所では、葉を採餌するヤマトタマムシや幼虫の食樹（しょくじゅ）としてゴマダラチョウ等も生息しています。

矢田川の自然環境

名古屋市の北部を流れる矢田川は、市街地を流下し、高水敷には樹木はほとんど見られずに草地が広がり、グラウンドや河川公園等が広範囲に整備されています。低水流路には砂礫地が部分的に形成されています。

　魚類は、オイカワ、コウライモロコが多く見られます。またヤリタナゴやメダカ等の緩やかな流れを好む種も生息しています。
　底生動物は、水際の草地や樹木にコシボソヤンマが見られます。
　植物は、グラウンドや河川公園が整備され人工草地が広がっているものの、ノダイオウやカワヂシャ等の湿性の植物も生育しています。
　鳥類は、スズメ、ムクドリ等の人里に生息する種が多く見られます。
　両生類・爬虫類・哺乳類では、水際の高茎草地でスッポンやカヤネズミが生息しています。
　陸上昆虫類は、高水敷のほとんどが背の低い草地であり、樹木が少ないために草地性のカメムシ目が多く生息しています。また開けた草地や耕作地にはチョウ類が多く見られます。

河口部の自然環境

　河口部は、干潟とヨシ原が広がる塩性湿地が形成され、シバナなどの植物も確認されている他、水鳥をはじめ多様な生物を育んでいます。その中でも河口部の干潟は、国内最大級のシギ、チドリ類の渡来地として、ラムサール条約登録湿地となっています。

　魚類は、マハゼ等のハゼ類やボラ等の汽水海水魚が大部分を占めています。
　底生動物は、貝類やゴカイ類といった汽水性の種が多く生息しています。
　植物は、塩性湿地が発達しておりヨシ群落が広く分布するほか、シオクグ群落、イセウキヤガラ、シバナが分布しています。
　鳥類は、干潟を主な採餌場とするハマシギやホウロクシギといったシギ・チドリ類が多数見られるほか、水域では冬季を中心にカモ類、カモメ類も多い。導流堤では1年を通してカワウが生息しています。
　両生類・爬虫類・哺乳類は、ヨシ原にカヤネズミが生息しています。
　陸上昆虫類は、バッタ目が草地や裸地で多く見られます。草地や耕作地等の開けた環境が多く見られることからチョウ類の個体数が多くなっています。