El río Castril es el principal valor ambiental de este parque natural, responsable además de la fisonomía y la peculiaridad del entorno. Sus aguas emanan del corazón del parque y lo recorren hasta el embalse del Portillo.

Realizando un agradable paseo por el sendero señalizado, que transcurre paralelo al río y que sirve de punto de partida de otros itinerarios, se descubre el lugar donde todo esto tiene su inicio. El nacimiento del Río Castril es un sitio único, de extremada belleza. De las rocosas paredes brotan permanentemente sus frías y cristalinas aguas, que proporcionan refugio a la trucha común que tiene en la nutria uno de sus principales predadores. Una característica a destacar es la pureza que presenta aquí este pez, ya que no se ha visto afectada por repoblaciones de otras variedades, como ha sucedido en otros lugares. El bosque en galería acompaña y envuelve el curso fluvial. Sauces, chopos y olmos lo custodian, proporcionando el lugar idóneo para aves, como el martín pescador o el mirlo acuático.

Además de fuente de riqueza natural, el agua también modela el terreno. A su paso erosiona el macizo calcáreo y transforma el paisaje en un sistema kárstico de elevado valor ambiental como el Barranco de la Osa. Las aguas acceden al corazón de la roca modelando grutas e importantes cuevas como la de Don Fernando. La particularidad de su geomorfología lo convierte en un lugar de interés para la práctica de la espeleología o, simplemente, para los interesados en la geología. Un ejemplo evidente del modelado fluvial de este parque y su entorno es la Peña de Castril, declarada Monumento Natural. En su cima se encuentran los restos que atestiguan el origen de la población que le da nombre, como por ejemplo un castillo de época musulmana.

Volviendo al paseo junto al río, es posible apreciar como la altitud determina un cambio en los colores del paisaje, ya que la masa boscosa varía según la altura estableciendo una sucesión cromática. Los verdes oscuros de las encinas son sustituidos por otoñales ocres de arces y quejigos y éstos, a su vez, por los verdes grisáceos de sabinas y piornos El pasto verde claro de los pastizales de alta montaña, como el de Prados del Conde, sirve de alimento a la cabaña ganadera de oveja segureña y herbívoros como la cabra montés que transita por la altiplanicie de una sierra a otra.

Subiendo por el sendero del Cerro del Buitre, que se aproxima a las riscas del Corralón, es posible divisar los nidos de los buitres leonados sobre las escarpadas cumbres. Con unos precisos prismáticos y paciencia se puede observar esta valiosa colonia.

Fuera de los límites del parque se encuentra el pueblo de Castril que posee un interesante patrimonio histórico cultural. Esta población también es conocida por su tradición artesanal, ya que durante mucho tiempo la extracción de madera para la fabricación de barcos y la industria del vidrio fueron su motor económico.