Décrites par DUVIGNEAUD et SAINTENOY-SIMON (1993), la flore et la végétation des rochers de Frênes présentent un très grand intérêt du fait de la présence de diverses espèces végétales rares et de plusieurs groupements remarquables.
On y observe notamment:
- la chênaie acidiphile à Luzula sylvatica, sur schistes famenniens;
- la frênaie-érablière des versants calcaires exposés au nord, à Asplenium scolopendrium, Ulmus glabra, Tilia platyphyllos, Mercurialis perennis, etc.;
- la hêtraie et la chênaie-charmaie des sols calcaires avec Mercurialis perennis, Ranunculus auricomus, Melica uniflora, Primula veris, Helleborus foetidus, Hedera helix, Viola hirta, Viola reichenbachiana, Rosa arvensis, Campanula persicifolia, Acer campestre, ... ;
- la forêt calcicole sur éboulis calcaires de bas de versant, avec Fraxinus excelsior, Acer pseudoplatanus, Hedera helix, Corydalis solida, Ranunculus auricomus, Veronica hederifolia subsp. lucorum, etc.;
- la forêt de plaine alluviale de type galerie, saulaie et frênaie-aulnaie accompagnée de divers nitrophytes et d'hélophytes;
- l'ourlet arbustif calcicole thermophile à Ligustrum vulgare, Euonymus europaeus, Pyrus pyraster, Viburnum lantana, Rhamnus cathartica, Prunus spinosa, ... ;
- l'ourlet herbeux à Carex divulsa, Origanum vulgare, ...;
- la pelouse calcicole xérique à Sesleria caerulea, sur les rochers et pointements calcaires exposés;
- la pelouse calcicole des falaises calcaires avec Festuca pallens, Lactuca perennis, Artemisia absinthium, Allium sphaerocephalon, Sisymbrium austriacum, Rumex scutatus, Cardaminopsis arenosa subsp. borbasii, Seseli libanotis, etc.;
- des nappes de Hedera helix couvrant les parois rocheuses verticales;
- un groupement des fissures des rochers calcaires à Ceterach officinarum, Asplenium ruta-muraria, ... ;
- la pelouse des terrasses, replats et éboulis calcaires à Sedum album, Sedum rupestre, Geranium rotundifolium, Geranium lucidum, Echium vulgare, Taraxacum sect. Erythrosperma, Thlaspi perfoliatum, Allium sphaerocephalon, Acinos arvensis, Veronica arvensis, Arabis hirsuta subsp. sagittata, etc.;
- divers groupements thermophiles-nitrophiles sur les talus et éboulis en bord de route, regroupant Lamium maculatum, Euphorbia esula subsp. esula, Fallopia dumetorum, Rubus caesius, Clematis vitalba, Artemisia absinthium, Alliaria petiolata, Malva sylvestris, Chaerophyllum temulum, Carduus crispus subsp. multiflorus, Galium aparine, Echium vulgare, Ballota nigra subsp. foetida, Bryonia dioica, Bromus sterilis, Atriplex patula, Atriplex prostrata, etc.
Orobanche hederae, plante parasite très rare et limitée en Wallonie au bassin mosan, a été trouvé sur le site en 1992 par DUVIGNEAUD et SAINTENOY-SIMON (1993).
La faune des rochers de Frênes ne semble pas encore avoir fait l'objet de recherches spécifiques. Récemment, un nouveau lépidoptère pour la faune belge, Scrobipalpa proclivella, a été observé sur le talus de la route N947; plusieurs mines foliaires ainsi qu'une chenille ont été trouvées sur Artemisia absinthium en octobre 2007 (obs. J.-Y. Baugnée, cf DE PRINS, 2008).
Sur le plan ornithologique, l'espèce la plus emblématique est certainement le faucon pélerin (Falco peregrinus), dont un couple a niché presque annuellement sur les rochers au cours de la période 2007-2017.
Les rochers sont par ailleurs fréquentés par une importante population de lézard des murailles (Podarcis muralis).