Le site est constitué d'un tienne de calcaire frasnien au nord du village de Niverlée (commune de Doische), dans le sud de l'Entre-Sambre-et-Meuse.
Dans la zone centrale quasiment plate du Coupu Tienne affleure une crête de calcaire gris clair, par contraste avec les parties nord et sud présentant une déclivité plus forte vu leur sous-sol en schiste vert à nodules calcaires, moins résistants à l'érosion. L'altitude est de l'ordre de 230 mètres.
Le site fait partie de la Zone de Protection Spéciale 'Entre-Sambre-et-Meuse', désignée en application de la Directive Européenne 79/409.
Le site est occupé par d'anciennes pelouses calcaires dont certaines très embroussaillées et d'autres plantées de pins (Pinus sylvestris et Pinus nigra subsp. nigra).
Les pelouses sont constituées par un Mesobrometum à Brachypodium pinnatum, Bromus erectus, Festuca lemnii, Carex flacca, C. panicea, C. caryophyllea, Briza media, Sanguisorba minor, Thymus praecox, Carlina vulgaris, Centaurea scabiosa, Scabiosa columbaria, Lotus corniculatus, Ononis repens, Prunella laciniata, etc., dans lequel les orchidées sont nombreuses : Ophrys insectifera, O. fuciflora, Gymnadenia conopsea, G. odoratissima, Orchis militaris, O. mascula, Platanthera chlorantha, Himantoglossum hircinum, Neottia ovata.
Diverses espèces des ourlets sont présentes : Astragalus glycyphyllos, Vincetoxicum hirundinaria, Origanum vulgare, Agrimonia eupatoria,... (Trifolion medii).
Sur le versant exposé au sud, la recolonisation forestière est importante avec des fourrés de Ligustrum vulgare, Viburnum lantana, Sorbus torminalis, Rhamnus cathartica (Berberidion) et de Prunus spinosa, Cornus sanguinea, Rosa canina, Crataegus monogyna, Corylus avellana,... (Prunion spinosae) entre lesquels quelques arbres se sont implantés, annonçant la formation d'une chênaie à charmes thermophile : Quercus robus, Carpinus betulus, Acer campestre ainsi que les pionniers Betula pendula et Salix caprea. De nombreuses plantules de pins sont dispersées dans les pelouses. Sous les pins pousse Goodyera repens.
Une partie du Coupu Tienne fut probablement une terre de culture au 18ème siècle, comme l'indique la carte de Ferraris (datée de 1775).
Fin du 19è siècle, le chemin rejoignant Gimnée est tracé sur la crête coupant l'actuel réserve en deux. Les cultures céréalières reculent, suite à l'arrivée sur le marché européen de blés américains. Les environs sont alors converties en pelouses et landes qui sont probablement utilisées comme paturage à moutons et à bovins.
Vers le début du 20è, l'élevage périclite et les parcours, quand ils ne sont pas simplement abandonnés, sont alors valorisées (avec plus ou moins de succès) par la plantation de résineux comme les pin noir et sylvestre.
Avant la création de la réserve naturelle, le site du Coupu Tienne faisait partie d'un territoire de chasse, ce qui explique la physionomie de certaines parties, notamment l'ancienne parcelle de culture qui était alors un gagnage entretenu pour le gibier. La pratique de la chasse n'a plus lieu actuellement.