L'elemento naturale che più di ogni altro caratterizza la Valle Cavallina è l'acqua.
Non solo l'acqua che costituisce i due laghi Prealpini di Endine e Gaiano splendidamente incastonati tra i verdi boschi montani dell'alta valle o le acque termali che caratterizzano i centri di Trescore, Gaverina e Spinone, ma anche le abbondantissime acque sorgive che sgorgano per la maggior parte dai versanti montani e che dissetano interi paesi anche fuori dai confini valligiani. Così avviene ad esempio per le fresche e pregiate acque della sorgente del "Giolco" che originate presso Endine giungono attraverso  condotte sino ai centri posti alla periferia orientale di Bergamo. Il clima della Val Cavallina risulta temperato, caldo, umido, privo di siccità estiva e leggermente siccitoso d'inverno e ciò permette di avere estati fresche e inverni non troppo freddi, con poche o nulle  nebbie e con molte giornate limpide. E' il clima che caratterizza anche l'altra grande risorsa naturale della valle: i boschi. Sembrerebbe impossibile, ma sebbene sia posta a pochi chilometri da due grandi aree a intensa urbanizzazione, la bergamasca nord-orientale e la bassa Valle Camonica, il territorio della valle Cavallina risulta coperto per il 48% da boschi, media che si eleva ad oltre il 70% se si considerano solo i paesi dell'alta valle posti intorno ai laghi  di Endine e Gaiano. Negli ultimi anni purtroppo la scarsa importanza attribuita alla legna da ardere quale combustibile ha contribuito notevolmente all'ulteriore abbandono ed al conseguente degrado di gran parte dei boschi, degrado a cui solo recentemente si sta ponendo rimedio attraverso la pulizia dei sentieri e mulattiere favorendo così l'accesso ai boschi per lavori di manutenzione e bonifica. Naturalmente boschi non significa solo alberi e legname ma quant'altro queste splendide aree naturali generosamente donano colori, profumi e sapori di chi li sa percorrere con attenzione e discrezione. Nonostante la forte pressione venatoria esercitata  in valle, la presenza dell'oasi di rifugio faunistico del lago di Endine, estesa in molti punti anche alle pendici dei monti vicini, e dell'oasi di rifugio faunistico del M. Grioni nell'alta valle, ha permesso a buona parte della fauna locale di sopravvivere e riprodursi. A chi è amante dei fiori e si diletta di botanica, la valle Cavallina offre tali e tante varietà vegetali da risultare unica nel suo genere: non sono solo le due oasi floristiche della Valle del Freddo e della Valpredina, a caratterizzare l'aspetto floristico, ma anche la grande varietà dei substrati geologici e dei terreni, la presenza di vallette e zone umide, di pascoli grassi e di prati calcarei, che contribuiscono ad arricchire in forme e varietà i paesaggi vegetali della valle. Cosi in ogni stagione la valle Cavallina offre interessanti fioriture e anche d'inverno si possono effettuare escursioni botaniche alla ricerca degli ellebori ( nelle varietà nero, verde e fetido) tutti presenti sui rilievi in alta valle dove si può anche trovare la dafne mezera o fior di stecco, fiorita in un bel viola e profumata. Nei boschi del Misma invece fiorisce, gia a Gennaio, la laureola, anch'essa del genere dafne, e non è raro imbattersi, nelle giornate più tiepide, in esemplari precocemente fioriti di primula, viole, fegatelle e anemoni. Più in alto, i pascoli magri del Botta fioriscono già a Dicembre di eriche che, appena sciolte le nevi primaverili, macchieranno di rosa vaste aree di prato. Gli agrfogli e i pungitopo arricchiscono con le loro bacche rosse i tenui colori invernali di quasi tutti i boschi in quota della valle, spesso frammisti a rari esemplari di tasso e abete rosso. Sono da citare i pascoli dei Colli di S. Fermo e del M. Boario, dove oltre alle abbondanti fioriture di genziane, botton d'oro e narcisi, sono da segnalare la presenza del giglio martagone e le splendide fioriture di crochi, sia primaverili che autunnali, di scilla e di genziana verna. La vegetazione delle zone umide nel fondo comprende il cariceto e il canneto caratterizzando queste zone dove permangono residui di boschi "dolci" costituiti prevalentemente da salici di varie specie, ontano nero e pioppo nero. Non mancano cespugli di frangola, qualche sambuco, evonimo e ligustro caratteristici invece delle zone più asciutte. Regina dei fiori del lago è senz'altro la ninfea che nella zona di transizione dal canneto alle acque aperte arreda, nel periodo estivo, con le sue eleganti fioriture bianche centinaia di metri quadrati di specchio lacustre. Particolare di non poco conto è  che invece nel laghetto di Gaiano la maggiore fioritura è data dalla ninfea gialla o nannufaro, pressochè introvabile sul vicinissimo specchi lacustre del lago di Endine.
Tra gli animali a sangue caldo il primato di importanza spetta agli uccelli: la numeroso avifauna acquatica comprende specie nidificanti rare e pregiate quali il martin pescatore, la strolaga, il tarabusino e varie specie di piro piro; più comuni invece il germano reale, la gallinella d'acqua, la folaga nera e il canareccione; moltissime ed interessanti le specie di passo. Numerosissimi anche rettili, gli anfibi e i piccoli mammiferi quali i topiragno, le arvicole e i porcospini.
Chi comunque vorrà conoscere a fondo la valle Cavallina non dovrà certo mancare di visitare la valle del freddo posta a sud est del lago di Gaiano, caratterizzata dalla presenza di correnti d'aria fredda che ad una quota di soli 340 mt. sul livello del mare permettono la crescita e la riproduzione spontanea di specie quali la stella alpina, il camedrio alpino, il rododendro peloso, l'erba dei camosci, e complessivamente di oltre trenta specie vegetali alpine. La Valpredina, posta a nord ovest di Cenate Sopra, ospita viceversa una vegetazione tipica del clima mediterraneo artificialmente inserita dall'uomo ma perfettamente ambientatasi date le condizioni climatiche particolarmente miti della zona. Cosi a 300 metri sul livello del mare e a pochi chilometri di distanza dalla valle del freddo, crescono ulivi, cipressi, corbezzoli, alberi della canfora, pittosfori e numerose altre specie vegetali inserite armoniosamente in un paesaggio che ricorda più i dolci colli toscani che le severe valli orobiche. Anche questa è natura della valle Cavallina: un ambiente ricco e interessante, suggestivo nei suoi aspetti paesaggistici e miracolosamente salvatosi da ben peggiori sorti ad altre valli contermini.