És un conjunt integrat per les serres prepirinenques de Mont-roig i Carbonera, que són de naturalesa calcària i formen imponents penya-segats sobre els rius Noguera Pallaresa i Segre. L'espai també engloba els importants embassaments de Camarasa, Sant Llorenç de Montgai i el Partidor de Balaguer.

Els elements geològics d'aquest espai estan caracteritzats pels penya-segats de naturalesa calcària, que l'erosió provocada per ambdós rius ha anat excavant en la roca. Forts plegaments en els estrats sedimentaris han definit les zones de fractura per on discorren els rius Segre i Noguera Pallaresa.

Cal remarcar la presència de Sant Salvador de Camarasa, que està catalogat, a més a més, com a geozona d'interès. Aquest indret està format per un seguit d'encavalcaments que repleguen sèries mesozoiques.

Pel que fa a les variables climàtiques, hi ha fortes oscil·lacions tèrmiques entre el període hivernal i l'estival, com és propi de l'àrea prepirinenca de Lleida.

Els municipis que conformen l'espai natural són: Camarasa, Les Avellanes i Santa Linya, Alòs de Balaguer, Foradada, Artesa de Segre, Cubells, Ponts, Os de Balaguer, La Baronia de Rialb, Balaguer i Tiurana.

FLORA I VEGETACIÓ

L'espai ofereix un paisatge de naturalesa mediterrània, però amb una certa dosi de continentalitat, factor que és indicat pel domini del carrascar (Quercetum rotundifoliae). Aquest carrascar n'ocupa bona part del territori, tot i que les comunitats rupícoles a les cingleres i parets rocoses també en són un element important.

Els ambients inundats vora la llera del riu són ocupats per la vegetació marjalenca d'higròfits i helòfits, que hi tenen un paper rellevant.

En aquest espai també s'hi troben altres comunitats, com ara els llistonars (Thero-Brachypodion) o els prats humits de Molinio-Holoschoenio. 

Entre els elements florístics singulars, cal remarcar la presència de Petrocoptis montsicciana: espècie rupícola endèmica del Prepirineu i catalogada d'interès comunitari.

Espècies de flora de l'Annex II de la Directiva 92/43, d'hàbitats

Llista referent al conjunt de l'Espai de la xarxa Natura 2000 (Aiguabarreig Segre- Noguera Pallaresa).

En el cas de l'ENP de l'Aiguabarreig Segre-Noguera Pallaresa, les espècies presents són: Petrocoptis montsiccian.

FAUNA

Cal esmentar l'especial representativitat i diversitat d'alguns elements faunístics. Com que l'Espai presenta ambients variats i un cert aïllament geogràfic, permet la presència d'algunes espècies rellevants d'avifauna.

Així doncs, per exemple, al complex de cingleres de l'embassament de Camarasa i del barranc de Sant Antoni, s'hi situa una colònia de voltor comú (Gyps fulvus). Els poblaments de rapinyaires d'aquest territori són força importants, ja que, a banda dels voltors, hi trobem l'aufrany (Nephron percnopterus), així com el trencalòs (Gypaetus barbatus) i el falcó peregrí (Falco peregrinus).

La naturalesa fluvial permet que aquest Espai tingui també certa importància per a les aus aquàtiques. Als voltants de l'embassament de Sant Llorenç de Montgai, s'hi han detectat fins a 113 espècies diferents, unes 52 (el 46,01%) de les quals viuen als biòtops relacionats directament amb l'embassament. 

Els embassaments d'aquesta zona tenen una gran importància com a refugi d'ocells hivernants, així com per a nombroses espècies nidificants, que hi troben una àrea adequada, com ara el balquer (Acrocephalus arundinaceus), que es reprodueix en franges de canyís, sobretot a la part final de l'embassament de Sant Llorenç de Montgai. Hi podem trobar espècies molt interessants i localitzades a Catalunya, com ara el cabussó emplomallat (Podiceps cristatus), l'agró roig (Ardea purpurea) o el fumarell negre (Chlidonias niger).

La llúdriga (Lutra lutra) s'observa també a les ribes d'aquest Espai. Les coves presents a l'Espai alberguen nombroses colònies de ratpenats, com el ratpenat de cova (Miniopterus schreibersi). Encara dins el grup dels quiròpters, cal remarcar altres espècies com el ratpenat mediterrani de ferradura (Rhinolophus euryale), el ratpenat orellut mitjà (Myotis blythi) o el ratpenat de peus grans (Myotis capaccini); aquesta última espècie és freqüent als ambients aquàtics amb aigües laminades, on caça insectes sobre la superfície. 

Entre els peixos, cal esmentar la saboga (Alosa fallax) com un dels seus elements de màxim interès. 

Pel que fa als invertebrats, cal assenyalar la presència d'alguns endemismes interessants d'aràcnids que habiten els ambients cavernícoles.

Als ambients fluvials, hi és present la Margaritifera auricularia: una interessant i amenaçada espècie de bivalva.

Espècies de fauna de l'annex II de la Directiva 92/43, d'hàbitats 
Llista referent al conjunt de l'Espai de la xarxa Natura 2000 d'Aiguabarreig Segre - Noguera Pallaresa Aiguabarreig.

En el cas de l'ENP Aiguabarreig Segre-Noguera Pallaresa, les espècies presents són: Barbastella barbastellus, Cerambyx cerdo, Chondrostoma miegii, Lucanus cervus, Lutra lutra, Miniopterus schreibersi, Myotis blythii, Myotis capaccinii, Myotis emarginatus, Myotis myotis, Rhinolophus euryale, Rhinolophus ferrum-equinum, Rhinolophus hipposi.

Espècies d'ocells de l'Annex I de la Directiva 2009/147, d'aus 
Llista referent al conjunt de l'Espai de la xarxa Natura 2000 d'Aiguabarreig Segre - Noguera Pallaresa Aiguabarreig.

En el cas de l'ENP Aiguabarreig Segre-Noguera Pallaresa, les espècies presents són: 
Nycticorax nycticorax, Ardea purpurea, Ciconia ciconia, Milvus migrans, Neophron percnopterus, Gyps fulvus, Circaetus gallicus, Circus aeruginosus , Aquila chrysaetos, Hieraaetus pennatus, Hieraaetus fasciatus, Falco peregrinus, Burhinus oedicnemus, Bubo bubo, Caprimulgus europaeus, Alcedo atthis, Calandrella brachydactyla, Galerida theklae, Lullula arborea, Anthus campestris, Oenanthe leucura, Sylvia undata, Pyrrhocorax pyrrhocorax, Emberiza hortulana