Lillån med omgivningar utgör en mycket värdefull naturmiljö med värden knutna till såväl vattenmiljön i Lillån som strandområden och ekhagmarker. Lillån hyser mycket höga naturvärden då det finns flera limniska nyckelbiotoper och skyddsvärda arter i ån. Här finns exempelvis öring, tjockskalig målarmussla och flodpärlmussla (en av ett fåtal lokaler i länet). Med tanke på förekomsten av dessa arter med två skyddsvärda och hotade stormusselarter, som dessutom visar tecken på föryngring, görs bedömningen att Lillån är ett vattendrag med mycket högt naturvärde. Bedömningen stärks av att bottenfaunan visar på ett högt naturvärde baserat på att sex ovanliga och en relativt ovanlig art observerats. Lillån är sedan tidigare klassad som ett nationellt särskilt värdefullt vatten inom miljömålsarbetet. I Östergötland hör Lillån till de allra värdefullaste vattendragen.

I anslutning till Lillån finns flera värdefulla skogsområden och betade miljöer. Skogen i kantzonen är till stora delar lövsumpskog. På torrare partier finns äldre lövnaturskogar och en del barrblandskogar. I området finns också nyckelbiotoper i form av ädellövskog med mycket ek som delvis är mycket gamla och grova. En mindre del utgörs också av öppen betesmark (naturtyp 9070) med trädklädd betesmark i mosaik. I ekmiljöerna finns en värdefull svamp- och lavflora med arter som gammelekslav, gul dropplav, skuggorangelav, oxtungssvamp och praktvaxskivling samt insekter som ekoxe och fladdermössen dvärgpipistrell, nordfladdermus, större brunfladdermus och vattenfladdermus. De relativt opåverkade, mångformiga skogs- och våtmarker samt hävdpräglade trädbevuxna och öppna betesmarker som omger Lillån bidrar till områdets naturvärden.