小矢部川源流付近は、地形がかなり急峻で、流路は急勾配で各所に小規模の砂防堰堤が施工されています。一方、下流域は庄川が運んだ砂礫からなる扇状地であり、小矢部川は、この扇状地の形成とともに、西側の山麓に押しやられ、扇端付近に沿って大きく蛇行し富山県内の一級河川では唯一の緩流河川です。

流域上流部

小矢部川は山地部を流れる上流部と平野部を流れる中下流部に大別され、刀利（とうり）ダム・小矢部大堰を境として上流部、中流部、下流部に区分することができます。
源流から刀利ダムまでの上流部は河床勾配約1/100の急峻な地形で、ミズナラ－イタヤカエデ林、ブナ－ミズナラ林の落葉広葉樹林が大勢を占め、渓流にはウグイ、カジカ等の魚類が生息しています。

流域中・下流部

刀利ダムから小矢部大堰までの中流部に入ると平野部となり、全体的に平瀬であり、アユ、ウグイ、ギンブナ、オイカワ等が生息しています。ススキ、ヨモギ等が生育し、河川の水辺や河原には、アオサギ、チュウサギ、コサギなどのサギ類やセキレイ類が観察され、冬期にはカモ類が飛来します。
小矢部大堰から河口までの下流部では、モクズガニ等の底生動物、アユ、ウグイ等の魚類が生息し、河川の蛇行によって形成されているワンドや淵においては、トミヨやドジョウ等の生息・繁殖が確認され、細流等では、ミクリやナガエミクリ等の水生植物が見られます。水際では、ヤナギ、ヨシ等の自然性の高い植生群落を持ち、オオヨシキリ等の鳥類の生息環境となっています。また、ウマノスズクサが堤防上に生育している箇所があり、それを食草とするジャコウアゲハも確認されています。

特徴的な河川環境

宮島峡

国定公園にも指定されている二上山、支川の子撫川には緑が豊かな宮島峡。二段の階段状で、川幅一杯に落下する様子から「小ナイアガラ」と呼ばれている一の滝、勇ましく流れ落ちる二の滝、竜宮渕のよどみから流れ落ちる三の滝と、変化に富んだ滝が見どころです。
　宮島峡一の滝に見られる甌穴（おうけつ）。通称ガメ穴。柔らかい岩の窪みに入った石が、川の流れによってその場で回り岩を削ることにより作られます。