常呂川流域の植生は、上流部から源流部にかけてエゾマツ、トドマツなどの針葉樹林に囲まれています。中下流部では多くの区間で広い高水敷を有し、オオヨモギ等の雑草地、採草地となっています。しかし、一般に河川敷内の耕地化が進んでいるため、発達した河畔林を見ることは少なく、頻繁に行われる伐採等の人為的影響や、洪水等の水の営力による破壊の影響などに強い耐性を持つヤナギ低木林がよく見られる植生となっています。

　常呂川流域は、オシドリ、マガモ、シノリガモ、ミコアイサ等の水鳥やオジロワシ、オオワシ等の越冬地、渡りの中継地、繁殖地となっています。また上流ではヤマセミ、カワセミ等河川性の種が確認されています。
　魚類は、サケ・マスの遡上が見られ、上流部には産卵床が存在します。このほか、カワヤツメ、フクドジョウ、エゾウグイ、サクラマス(ヤマメ)、アメマス等が多く確認されています。

　流域の水質は北見市より上流では概ね良好ですが、北見市より下流では畜産排水、工場排水、都市排水などの影響により、BOD値（生物的酸素要求量）でみると昭和48、49年以降は減少傾向を示していたものが、昭和58年以降はやや悪化傾向となり、近年は全国的にも”水質の悪い川”という評価を受けることとなりました。
　そのため、平成21年4月に学識者、北海道、北見市、訓子府町、置戸町、北海道開発局で構成される「常呂川水系清流ルネッサンスⅡ地域協議会」により、常呂川水系水環境改善緊急行動計画が策定され、水質改善に向けた様々な取組が実施されています。

常呂川水系　水環境改善緊急行動計画（清流ルネッサンスⅡ）について