Ce massif forestier d'un peu plus de 90 hectares se situe dans la région limoneuse, à cheval sur les provinces de Hainaut et de Brabant wallon, entre Nivelles et Ronquières. Il est constitué du Bois de l'Hôpital, qui s'étend sur le territoire de l'ancienne commune hennuyère d'Arquennes, en rive gauche de la Thines, et du Bois du Planti situé côté brabançon, principalement sur l'ancienne commune de Monstreux. Ces deux bois sont séparés par un affluent de la Thines, le Ri de Pont-à-Mousson qui marque aussi la limite entre les deux provinces.
En marge nord du site, la Thines a creusé une vallée étroite et par endroits assez encaissée, orientée dans un axe est-ouest. Se jetant dans la Samme quelques kilomètres plus à l'ouest, ce cours d'eau appartient au sous-bassin de la Senne et au bassin de l'Escaut.
Le relief de la région est vallonné avec des altitudes variant de 60 à 120 m.
Le site repose sur des sables ou argiles Yprésiennes, des poudingues du Givetien et, dans les vallées, sur des alluvions modernes.
Le bois de l'Hôpital est remarquable par la beauté de ses arbres. On y relève, sur le plateau, Acer pseudoplatanus, Fraxinus excelsior, Tilia platyphyllos,... sur un sous-bois lâche de Corylus avellana, Sambucus nigra. La flore herbacée est riche en espèces des sols riches et frais : Hyacinthoides non-scripta, Lamium galeobdolon subsp. montanum, Athyrium filix-femina, Impatiens noli-tangere, Geum urbanum, Circaea lutetiana, Glechoma hederacea, Ajuga reptans, Silene dioica, Urtica dioica, Polygonatum multiflorum et le rare Gagea spathacea.
En amont, près de la ferme du Château, s'étend un bosquet formé d'une aulnaie-frênaie d'humus doux avec de beaux peuplements d'Allium ursinum et d'un élément de chênaie mélangée à jacinthe.
Le long du bois de l'Hôpital, se trouve un vallon alimenté par des sources, situé dans une prairie pâturée. Il s'y développe une belle végétation palustre avec :
- une glycéraie à Glyceria notata, Veronica beccabunga, Apium nodiflorum ;
- une roselière à Sparganium erectum;
- une magnocariçaie à Carex acutiformis ;
- un groupement à hautes herbes dont Eupatorium cannabinum, Scrophularia umbrosa, Epilobium hirsutum, Cirsium palustre, Scirpus sylvaticus, Hypericum quadrangulum, Lycopus europaeus, Achillea ptarmica, Rumex acetosa, Lychnis flos-cuculi, Lotus pedunculatus,... ;
- des suintements à Caltha palustris.
Le ruisseau de Pont-à-Mousson, serpente dans la plaine alluviale. Son cours, resté naturel, trace de petits méandres, délimite des îlots, abandonne des chenaux,...
La forêt de la plaine alluviale est de type aulnaie-frênaie caractérisée par la présence de Prunus padus, Carex strigosa, C. remota, Stellaria nemorum, Chrysosplenium oppositifolium accompagnés d'une flore des sols riches et frais.