Les étangs de la Grenouillère et du Moulinet sont situés en amont du Ru du Moulinet qui passe au nord de la ville de Rambouillet.
Les étangs, situés au milieu de la Forêt Verte, présentent des eaux acides et pauvres en éléments minéraux. Cette bonne qualité de l'eau et le régime hydrique actuel du bassin permettent la création de grèves vaseuses à sablonneuses au cours de l'été et ainsi le développement d'une flore remarquable liée à cet habitat.
La présence de belles populations de Littorelle à une fleur (Littorella uniflora), espèce végétale très rare et protégée sur l'ensemble du territoire national, est significative des potentialités exceptionnelles de ce site pour les espèces inféodées à ces milieux temporaires. Cette petite plante fréquente exclusivement les sols sablonneux et graveleux inondés durant de longues périodes.
Mais deux autres espèces exceptionnelles se rencontrent aussi sur les berges, de façon beaucoup plus ponctuelle : la petit fougère Pilulaire naine (Piluraria globulifera), également protégée au niveau national, et l'Elatine à six étamines, discrète petite plante protégée en Ile-de-France.
D'autres espèces végétales remarquables également inféodées à ces milieux sont recensées sur le site. C'est le cas du Scirpe à nombreuses tiges (Eleocharis multicaulis) comme du Scirpe épingle (Eleocharis acicularis), cantonnés aux zones de grèves exondées et aux dépressions tourbeuses de la queue d'étang.
Au niveau entomologique, bien qu'encore très peu étudié à ce jour, ce site revêt néanmoins un intérêt écologique fort puisqu'il héberge une espèce protégée en Ile-de-France, le Morio (Nymphalis antiopa), papillon rare et protégé au niveau régional qui ne subsiste plus que dans les massifs forestiers de Rambouillet et de Fontainebleau. Ce papillon fréquente les bois clairs, les lisières forestières et les rives des cours d'eau où poussent des saules, plante hôte de la chenille. Ce secteur forestier abrite par ailleurs le Géotrupe des Pyrénées (Trypocopris pyrenaeus), coléoptère qui se trouve en limite d'aire de répartition dans notre région que l'on rencontre dans les landes et les sous-bois clairs. Insecte coprophage, il se nourrit des fèces des grands mammifères sauvages et domestiques. Son étroite localisation géographique, la disparition progressive de l'élevage bovin dans ce secteur et l'usage massif d'hélminthicides toxiques et rémanents en font donc une espèce particulièrement menacée dans notre région.
La présence d'autres espèces de coléoptères peu fréquents comme le carabique Bembidion clarki et la petite chrysomèle Longitarsus holsaticus, tous deux localisés au niveau du petit marais, sont significatifs des fortes potentialités du site pour ce groupe biologique.