Entre terre et eau, la Réserve naturelle de la Bassée offre une multitude de milieux naturels remarquables, dans lesquels beaucoup d’espèces rares et menacées y trouvent refuge. C’est la variabilité et l’imbrication de ces différents milieux qui font toute l’originalité de ce site ainsi que sa grande richesse, avec près de 600 espèces végétales et 650 espèces animales.
La réserve est principalement constituée d'une vaste forêt alluviale qui a assez souvent « les pieds dans l'eau », notamment aux moments des crues. Elle est essentiellement composée de chênes et de frênes, mais cette forêt abrite aussi des espèces particulières et typiques des forêts humides comme l’Orme lisse, ou une liane protégée au niveau national : la Vigne sauvage, ancêtre de la Vigne cultivée.
Les mares, les plans d'eau et les noues (petits cours d’eau) recèlent de nombreuses espèces de libellules ou d'amphibiens tels que la Rainette verte, grenouille capable de s'agripper à la végétation à
l'aide de petites ventouses. Les roselières sont, comme leur nom l’indique, essentiellement composées
de roseaux mais accueillent une grande diversité d’espèces animales et végétales comme la Renoncule
grande douve (qui ressemble à un gros bouton d’or), la Rousserolle turdoïde ou encore le Blongios nain
(espèces d’oiseaux typiques de ces milieux).
On trouve également des prairies, vestiges d'anciennes activités pastorales, sur lesquelles on découvre
des populations de Violette élevée, une espèce menacée en Ile-de-France. On trouve également dans
la réserve des pelouses sèches, qui abritent de nombreuses orchidées mais aussi diverses espèces de
criquets ou de sauterelles. En effet, au cours de son histoire, la Seine et ses différents tracés ont
transporté du sable qui s'est déposé par endroits et forme aujourd'hui des buttes appelées "montilles",
composées d’alluvions. L'eau s'infiltre facilement dans ces sols sableux, ce qui fait de ces pelouses et
de certaines jachères agricoles des milieux secs particuliers, présentant de forts enjeux au niveau de la
faune et la flore.