La valle fluviale, tipicamente alluvionale con depositi d'argille, sabbie e ghiaie, è delimitata da colline di modeste dimensioni costituite da sedimenti d'origine marina. La ricca presenza d'uccelli nell'ambiente lacustre costituisce uno dei motivi di maggior interesse per i visitatori.
Oltre agli anatidi, come il germano reale, l'alzavola, il fischione e la moretta, è possibile osservare lo svasso maggiore, la folaga, il martin pescatore e rapaci come il falco di palude e il falco pescatore. Il canneto, costituito prevalentemente dalla cannuccia e dalla tifa, è talvolta impreziosito dalla gialla fioritura dell'iris di palude, mentre sui terreni argillosi, tra le radici dei salici bianchi e rossi, troviamo la bardana e l'equiseto dalla tipica forma a ferro di cavallo.
La Riserva è situata a confine tra le Province di Roma e di Rieti, nel territorio dei Comuni di Nazzano, Torrita Tiberina e Montopoli di Sabina, lungo il basso corso del fiume Tevere.
La massima elevazione riscontrabile nell'area protetta è 202 metri s.l.m., corrispondente alla collina a destra di Nazzano, mentre la minima di 30 metri s.l.m. è riferita alla superficie del Lago.
Il suo perimetro è delimitato, partendo da nord e procedendo in senso orario, dal Ponte di Montorso nel Comune di Torrita Tiberina, dalla ferrovia Roma-Orte, dalla diga ENEL di Nazzano, dalla Strada Provinciale Tiberina fino all'altezza del Km. 31,000. Da qui il confine della Riserva piega verso gli abitati di Nazzano e Torrita Tiberina e, seguendo le anse del Tevere, si richiude sul Ponte di Montorso. Il Comune di Montopoli di Sabina è invece distante dall'area protetta.
L'area è estesa per circa settecento ettari, metà dei quali occupati dalle anse del fiume, dal Lago di Nazzano e dal tratto terminale del torrente Farfa che confluisce nel Tevere in riva sinistra a circa 1500 metri dalla diga ENEL.
Tra il 1953 e il 1955 l'ENEL costruì, per la produzione di energia elettrica, uno sbarramento sul fiume Tevere poco più a valle della confluenza con il torrente Farfa.
In seguito alla realizzazione di questa diga, subito a monte di quest'ultima, si innalzò il livello dell'acqua, con la conseguente inondazione dei terreni circostanti. Si formò così una specie di "lago", esteso per circa 300 ettari, in grado di ospitare un gran numero di specie di uccelli durante le loro migrazioni.