Situé au cœur du massif ardennais, entre le plateau de Rocroi et la vallée de la Meuse, Le Lac des vieilles forges est protégé depuis de nombreuses années en étant recensé au sein de plusieurs espaces de protection de l’environnement : Parc naturel régional des Ardennes, ZNIEFF de type I, site Natura 2000 – ZPS du Plateau ardennais et ZICO (zone importante pour la conservation des oiseaux).
Le lac artificiel, aux eaux oligotrophes, occupe le fond d'un vallon. Il est alimenté par de nombreux ruisseaux (ruisseaux de Faux, du Pont Gilles, du Fond de Falette, le Noir, rus de la Picarde et des Prises Pierret) et des sources (Fontaine aux Charmes, Fontaine aux Vives Rus, etc.). Les conditions écologiques particulières du lieu (sous-sol acide, climat à la fois rude et pluvieux) permettent le développement d'une végétation originale constituée par une mosaïque de groupements de petite taille imbriqués les uns dans les autres.
De nombreuses espèces végétales rares et/ou protégées se rencontrent sur le site. Trois sont protégées au niveau régional : la linaigrette vaginée et deux fougères, l'osmonde royale et le polystic des montagnes (très rare en plaine). Sept sont inscrites sur la liste rouge des végétaux menacés de Champagne-Ardenne : le comaret, le potamot à feuilles obtuses, le potamot des Alpes, la stellaire des marais, la prêle des bois le cassis et une plante carnivore, l'utriculaire vulgaire.
La faune est intéressante à plus d'un titre. L'étang attire de nombreux batraciens et reptiles dont le triton alpestre et la vipère péliade figurant tous les deux sur le livre rouge de la flore menacée en France. Ils sont également cités dans la liste rouge régionale des amphibiens et reptiles, en compagnie de la salamandre tachetée.
Le site est aussi d'un grand intérêt ornithologique, il accueille de nombreux oiseaux attirés par des biotopes variés. Ainsi plus de 120 espèces différentes fréquentent l'étang et la forêt pour se nourrir, se reproduire ou se reposer. Certains sont rares au niveau national ou régional, d'autres sont en régression importante (sept espèces rencontrées ici font partie de la liste rouge des oiseaux de Champagne-Ardenne).
La maison du Parc Naturel Régional est par ailleurs située à quelques pas pas du lac, à côté du Musée de la Foret de Renwez : lieu à caractère muséographique autour de la mémoire, des traditions, des savoir-faire et de l’environnement. C’est également un espace d’animation locale, d’information et de promotion de la région, de pédagogie sur le patrimoine culturel et naturel. La Maison du Parc, inaugurée en février 2020, est aussi bien une vitrine du territoire, de son identité qu’un moyen de transmission de la culture Parc.
Au cœur d’un ensemble forestier de près de 1000 Ha, le Conseil départemental est propriétaire sur le site des Vieilles-Forges d’un ensemble boisé de 66 Ha, majoritairement composée de résineux, dont la gestion a été confiée à l’ONF. Fortement impactées par le développement des scolytes, une attention particulière est portée depuis plusieurs années aux emprises les plus touchées afin de procéder à des coupes sanitaires puis à des plantations de nouvelles espèces, mélangeant les essences de feuillus et de résineux, en tenant compte de la nature et de la richesse des sols.