Il lago del Segrino, diversamente dagli altri laghi della Brianza, ha una forma stretta ed allungata e occupa gran parte di un solco vallivo delimitato ad est dal Monte Cornizzolo e ad ovest dal Monte Scioscia, al limite meridionale del Triangolo Lariano.
Cupo e poco soleggiato, di modesta estensione e scarsamente profondo (la profondità massima è solo di 8,6 metri), il Segrino ha una massa d'acqua che non riesce a servire da accumulatore termico - come avviene per i grandi laghi prealpini - e pertanto, durante gli inverni particolarmente rigidi, è facilmente ghiacciato anche quando gli altri bacini della Brianza non lo sono.
Molti abitanti della zona ricordano infatti di aver pattinato sulla sua superficie ghiacciata.
L'ambiente presenta una tipica vegetazione acquatico-palustre, che forma attorno al lago delle fasce a composizione floristica variabile con la profondità dell'acqua. Tra la vegetazione acquatica, si segnala la ninfea bianca, che è stata scelta come simbolo del Parco.
Lungo le sponde del lago la vegetazione arborea è formata da ontani neri, salici, pioppi. La copertura dei versanti montani che racchiudono la conca lacustre è invece costituita da boschi cedui in cui, a basse quote, sono prevalenti i castagni. Queste ultimi sono stati prevalentemente impiantati dall'uomo per ricavarne legna, castagne, foglie. In particolare i boschi sui versanti occidentali e settentrionali dei monti Scioscia e Cornizzolo presentano una vegetazione in cui prevalgono le specie mesofile, come il carpino bianco, il frassino e la rovere, mentre quelli dei versanti orientali e meridionali sono caratterizzati da essenze per lo più xerotermofile, ossia di ambienti caldi e secchi, quali l'orniello, il carpino nero e la roverella.
Le ampie fasce di canneto che cingono il lago offrono rifugio a numerosi uccelli stanziali e migratori, quali il germano reale, lo svasso, la gallinella d'acqua, la folaga, l'airone cinerino, il martin pescatore, la cannaiola, il cannareccione. Complessivamente la check - list ornitologica del Parco elenca 88 specie di uccelli nidificanti e 44 migratori (tra cui anche la poiana, il gheppio, il picchio verde e il codirossone). Le aree paludose perilacustri sono anche l'ambiente di elezione per molti Anfibi che si riproducono tipicamente nelle raccolte d'acqua, come ad esempio il rospo comune.
Grazie ad un censimento recentemente effettuato, è stata accertata anche la presenza della rana di Lataste (Rana latastei), specie endemica - cioè esclusiva - della pianura padano-veneta. Interessante è la fauna ittica del Segrino, che annovera il pesce persico, il persico trota, il luccio e l'alborella.