La vallée de l'Eau Rouge s'étale sur près de 10 km et comprend un ensemble d'habitats typiques de la haute Ardenne: boulaies tourbeuses, aulnaies marécageuses, prairies à molinie, bas-marais acides, suintements à narthécie, tourbières à canneberge, landes à éricacées, etc. On y trouve également quelques affleurements rocheux (en particulier au lieu-dit Le Fagnoux).
Les boulaies tourbeuses sont constituées du bouleau pubescent (Betula pubescens), du bouleau verruqueux (Betula pendula) et du chêne pédonculé (Quercus robur), sur un taillis de sorbier des oiseleurs (Sorbus aucuparia), bourdaine (Frangula alnus) et saule à oreillettes (Salix aurita). La strate herbacée est dominée par la molinie bleue (Molinia caerulea) (Vaccinio uliginosi-Betuletum pubescentis).
Les suintements acides sont envahis par de belles populations de narthécie (Narthecium ossifragum), présentes à plusieurs endroits de la vallée.
On observe aussi localement de petites zones tourbeuses à bruyère quaternée (Erica tetralix), canneberge (Vaccinium oxycoccos), sphaignes (Sphagnum div. sp.) linaigrette à feuilles étroites (Eriophorum angustifolium) et linaigrette vaginée (Eriophorum vaginatum).
Des jonchaies acutiflores s'étendent dans la plaine alluviale de la rivière. On y rencontre, aux côtés du jonc acutiflore (Juncus acutiflorus): la violette des marais (Viola palustris), la laîche à bec (Carex rostrata), la laîche étoilée (Carex echinata), la laîche blanchâtre (Carex canescens), la laîche noire (Carex nigra) et des plages plus ou moins étendues de sphaignes (Sphagnum div. sp.).
Des fragments de landes occupent les bases des arbres ou encore les buttes plus sèches. Elles sont formées de myrtille de loup (Vaccinium uliginosum), de myrtille commune (Vaccinium myrtillus), d'airelle (Vaccinium vitis-idaea), de callune (Calluna vulgaris), de fougère des chartreux (Dryopteris carthusiana), etc.
Des fourrés de bourdaine (Frangula alnus), sorbier des oiseleurs (Sorbus aucuparia), bouleau pubescent (Betula pubescens), souvent mêlés de jeunes épicéas (Picea abies), ainsi que des fourrés de saule à oreillettes (Salix aurita) dans les endroits les plus humides, se développent en maints endroits et annoncent la recolonisation forestière des zones ouvertes et des coupes forestières.
Des vestiges de pessières plus ou moins mal venantes et en partie renversées par les tempêtes de 1990 existent encore çà et là.
Le bourrelet alluvial est occupé par de nombreuses espèces pour la plupart forestières ou de lisières parmi lesquelles le solidage verge d'or (Solidago virgaurea), la succise des prés (Succisa pratensis), la germandrée scorodoine (Teucrium scorodonia), le muguet (Convallaria majalis), le maianthème à deux feuilles (Maianthemum bifolium), la trientale (Trientalis europaea), le genêt à balais (Cytisus scoparius), ...
La chênaie pédonculée à bouleaux et molinie est représentée à différents endroits de la vallée.
Les bords de l'Eau Rouge sont colonisés par des peuplements de glycérie flottante (Glyceria fluitans).
L'intérêt bryologique de la vallée, et en particulier de sa partie aval, a été documenté récemment suite à des prospections menées successivement en 2014-2015 par plusieurs personnes (D. Parkinson, J.-M. Couvreur, A. Sotiaux et coll.).
Cette partie comprend les lits mineur et majeur de la rivière ainsi qu'une partie des versants de la vallée. Le cours d'eau y est sinueux et apparemment non rectifié, à fond caillouteux et parsemés de nombreux blocs qui créent autant de petites cascades. Le lit majeur est constitué par des forêts naturelles marécageuses (aulnaies acidophiles et boulaies tourbeuses) relativement bien préservées ou par de vieilles plantations d'épicéas, dont certaines ont été récemment mises à blanc. Les versants sont parsemés de nombreux suintements et écoulements de surface, favorables au développement d'habitats naturels tourbeux (boulaies tourbeuses, bas-marais et landes tourbeuses relictuelles). Les plantations d'épicéas y prédominent, mais certaines ont été exploitées il y a moins de dix ans. Dans les ouvertures s'installent des groupements intéressants (e.a. bas-marais acides, landes tourbeuses et sèches). Un très bel affleurement rocheux (schistes ou phyllades) existe également au lieu-dit «Le Fagneux»: orienté au sud-est, sa base est constituée d'un éboulis boisé et ombragé et forme une transition avec une vieille forêt alluviale marécageuse.
L'affleurement rocheux et les éboulis présentent une bryoflore particulièrement remarquable comprenant plusieurs espèces rares en Wallonie (R). On y observe les hépatiques Anastrophyllum minutum (R), Barbilophozia attenuata, Barbilophozia barbata, Bazzania trilobata (R), Cephaloziella cf. divaricata, Jamesoniella autumnalis (R), Lepidozia reptans, Lophocolea bidentata, Lophocolea heterophylla, Lophozia ventricosa, Lophozia sudetica (R), Metzgeria furcata, Nowellia curvifolia, Ptilidium ciliare (R), Ptilidium pulcherrimum, Scapania nemorea, et les mousses Campylopus flexuosus, Cynodontium sp., Dicranella heteromalla, Hypnum andoi, Hypnum cupressiforme, Pseudotaxiphyllum elegans, Leptodontium flexifolium (R), Plagiothecium laetum, Pleurozium schreberi, Racomitrium heterostichum, Racomitrium lanuginosum, Rhytidiadelphus squarrosus, Sphagnum quinquefarium, Tetraphis pellucida et Thuidium delicatulum.
On notera que c'est sur ce site rocheux que l'hépatique rarissime Bazzania flaccida fut observé en 1997 pour la première fois en Belgique (VAN MELICK, 1998) mais jamais retrouvé depuis lors (voir SOTIAUX et VANDERPOORTEN, 2015). L'espèce fut notamment l'objet d'une recherche ciblée le 5/02/2016 mais sans succès. De même, Douinia ovata a aussi été signalée de cet affleurement, mais n'y a pas été revu malgré des recherches ciblées et répétées. Quelques brins ont néanmoins été observés sur bois pourri le 21/11/2014 (D. Parkinson) dans la forêt tourbeuse alluviale située plus en amont.
Les berges de l'Eau Rouge comporte peu d'espèces, tout au plus quelques hépatiques comme Marsupella emarginata, Pellia epiphylla, Scapania nemorea, Scapania undulata, et des mousses dont Mnium hornum, Racomitrium aciculare et le rare que Hyocomium armoricum.
Le peuplement de la forêt alluviale marécageuse est très riche et comporte plusieurs espèces patrimoniale de grand intérêt: pas moins de 17 hépatiques ont été notées dont Barbilophozia attenuata, Calypogeia muelleriana, Cephalozia connivens, Douinia ovata, Jamesoniella autumnalis, Lophocolea bidentata, Lophozia ventricosa, Nowellia curvifolia, Odontoschisma sphagni, Plagiochila asplenioides, Ptilidium pulcherrimum, Tritomaria exsectiformis, auxquelles s'ajoutent une trentaine de mousses et de sphaignes: Aulacomnium palustre, Sciuro-hypnum populeum, Brachythecium salebrosum, Ceratodon purpureus, Dicranella rufescens, Dicranodontium denudatum, Hylocomium splendens, Hypnum andoi, Hypnum pallescens (RR), Loeskeobryum brevirostre, Oligotrichum hercynicum, Rhytidiadelphus loreus, Sanionia uncinata, Sphagnum angustifolium (R), Sphagnum fallax, Sphagnum fimbriatum, Sphagnum flexuosum, Sphagnum girgensohnii, Sphagnum magellanicum (R), Sphagnum palustre, Sphagnum russowii, Sphagnum rubellum, Tetraphis pellucida, Thuidium delicatulum etc.
Dans les parties tourbeuses et humides des coupes à blanc de versant apparaissent Sphagnum auriculatum, Sphagnum capillifolium, Sphagnum fallax, Sphagnum fimbriatum, Sphagnum girgensohnii, Sphagnum magellanicum (R), Sphagnum palustre, Sphagnum papillosum (R), Calypogeia muelleriana, Lepidozia reptans, Lophozia ventricosa, Odontoschisma sphagni (R), ...
Enfin, sur un chemin forestier humide et peu fréquenté, poussent Jungermannia gracillima, Scapania irrigua, Archidium alternifolium, Bryoerythrophyllum ferruginascens, Bryum sp., Calliergonella cuspidata, Campylopus subulatus, Hypnum cupressiforme, Pogonatum urnigerum, Polytrichum piliferum.