Le site est constitué d'un plateau boisé entaillé par des ruissellets qui forment des vallons orientés vers le nord. Le ruisseau, le Puison, est un affluent du Ry de Pont-à-Mousson (voir fiche Bois de l'Hôpital, Ry de Pont-à-Mousson).
Géologie : Yprésien, Yc (argile plastique ou sableuse gris bleuâtre) et Yd (sable fin, plus ou moins glauconifère à Nummulites planulata (Arquennes) avec lits ou lentilles d'argile grisâtre, à bancs calcareux ou gréseux avec silice gélatineuse.
Plusieurs sources prennent naissance sur le plateau ou en bordure de celui-ci. L'eau est claire et pure.
A l'ouest, le bois est longé par une ancienne voie de chemin de fer.
Situé dans une zone agricole du Brabant limoneux, au sud-ouest de Nivelles, le bois d'Arpes constitue un remarquable reliquat d'un massif forestier jadis bien plus vaste, qui incluait aussi d'autres bois actuellement isolés, comme le bois de l'Hôpital et le bois de Petit-Roeulx. Il s'agit donc d'un site boisé très ancien, présentant de nombreux arbres de grande taille et une importante quantité de bois mort.
Le bois a été parcouru notamment par MOREAU (1991) qui y a découvert une importante population de Gagea spathacea, et lors d'une excursion de l'A.E.F. le 14 avril 1994 (SAINTENOY-SIMON, 1994). Une visite plus récente a eu lieu en avril 2009 par E. Bisteau et J.-Y. Baugnée (SPW/DEMNA).
La végétation dominante est composée d'une chênaie mixte à jacinthe et, sur le plateau, d'une hêtraie atlantique. Le long des ruisselets se rencontre en outre des éléments de frênaie rivulaire.
Dans la partie nord du bois, la strate arborescente renferme Quercus robur, Acer pseudoplatanus, Fraxinus excelsior, Fagus sylvatica, Prunus avium, Carpinus betulus. Dans le sous-bois s'observe Corylus avellana, Acer pseudoplatanus, Sambucus nigra, Sorbus aucuparia, Crataegus monogyna, Tilia platyphyllos, Prunus padus, Viburnum opulus, Lonicera periclymenum, Ribes rubrum, Ribes uva-crispa, Rubus idaeus et autres Rubus spp. Le tapis herbacé est dominé au printemps par Hyacinthoides non-scripta, Narcissus pseudonarcissus et Anemone nemorosa. On note aussi Lamium galeobdolon subsp. montanum, Stellaria holostea, Gagea spathacea, Polygonatum multiflorum, Deschampsia cespitosa, Circaea lutetiana, Urtica dioica, Senecio ovatus, Juncus effusus, Oxalis acetosella, Milium effusum, Silene dioica, Athyrium filix-femina, Dryopteris carthusiana, etc.
Sur les alluvions des petits ruisseaux (notamment le Puison), la végétation montre une dominance de Fraxinus excelsior, avec dans la strate arbustive, Prunus padus, accompagné d'Euonymus europaeus, etc. et dans la strate herbacée Ranunculus ficaria subsp. bulbilifer, Adoxa moschatellina, Arum maculatum, Anemone nemorosa, Gagea spathacea, Lamium galeobdolon subsp. montanum, Galium odoratum, Poa trivialis, Primula elatior, Milium effusum, Silene dioica, Filipendula ulmaria, Impatiens noli-tangere, Paris quadrifolia, Angelica sylvestris, Geum urbanum, Cardamine pratensis, Deschampsia cespitosa, Galium aparine, etc.
Les branches et troncs morts de frêne au sol portent de nombreux sporophores de l'ascomycète caractéristique Daldinia concentrica.
De grands peupliers (Populus x canadensis) y ont été plantés et sont actuellement en partie dépérissants.
Les suintements accueillent de vastes plages de Chrysosplenium alternifolium et C. oppositifolium, ainsi que Carex strigosa, C. remota, Ajuga reptans, etc. Localement aussi Equisetum telmateia.
Vers le sud du bois, vers le sommet du versant, le bois est dominé par Fagus sylvatica alternant avec de grands Castanea sativa et Quercus rubra plantés. Le sous-bois renferme localement Hyacinthoides non-scripta, Teucrium scorodonia, Maienthemum bifolium, ...
Certains hêtres dépérissants ou morts sur pieds portent les sporophores caractéristiques de Fomes fomentarius. Ceux-ci abritent un coléoptère spécifique, Bolitophagus reticulatus, observé en nombre au printemps 2009 (obs. J.-Y. Baugnée et E. Bisteau).