Dans la haute chaîne du Jura, l'étang de la Grange de la Penne occupe une dépression reposant sur des calcaires et marno-calcaires, comblée par des alluvions lacustres et de la tourbe. Très enclavée, cette zone s'insère dans un contexte de hêtraies mixtes et revêt un bel attrait paysager. Du fait de la dynamique d'eutrophisation qui conduit au comblement naturel de l'étang, la surface d'eau libre résiduelle est restreinte et peu profonde. Les abords sont très marécageux. Au sud, le site comprend également quelques belles clairières humides, occupées par de petites molinaies en mélange avec des formations de mégaphorbiaies à reine-des-prés et trolle d'Europe.<br>

La végétation aquatique est constituée de nénuphars, potamots et pesse d'eau qui tapissent de grandes surfaces. Elle est relayée vers les bords par une roselière lacustre à prêle fluviatile, à laîche à bec et à massette à larges feuilles. Autour de l'étang, les ceintures végétales sont très bien développées. En particulier, une vaste magnocariçaie inondable à laîche raide forme de plantureux touradons sur une bonne partie du pourtour. Plus localement, on trouve également quelques groupements à laîche aigüe. Au nord et au sud, les grandes laîches cèdent peu à peu la place à de petites formations de bas-marais alcalin présentant une bonne diversité floristique. Côté nord, une aulnaie marécageuse se développe à l'extérieur de la cariçaie.<br>

Bien qu'il ne recèle aucune espèce protégée, ce site revêt un grand intérêt pour la diversité de sa flore inféodée aux zones humides. Par exemple, la germandrée d'eau y est recensée ; cette plante assez rare, qui croît dans les zones inondées, est généralement menacée par les modifications des pratiques agricoles. En bordure du site, en conditions plus sèches, la calamagrostide argentée est également mentionnée.<br>

En raison de sa diversité structurale, cette zone offre de réelles potentialités concernant l'entomofaune (libellules et papillons notamment) ; toutefois son caractère très marécageux complique fortement les possibilités de prospection. De ce fait, les cortèges d'insectes n'y sont pas connus de manière exhaustive. Cependant, plusieurs espèces d'un grand intérêt patrimonial y sont recensées, dont un papillon de jour protégé et extrêmement menacé en France ; de ce fait, la conservation de ce site revêt une importance majeure.<br>

source : doc.ZNIEFF