La vallée de la Seine en Essonne s’étend sur environ 25 km avec un tracé de plaine en méandre et écoulement lent. Le relief confère à la vallée une unité d’espace déterminante pour la perception du paysage fluvial. Cette impression est renforcée par la constance de l’altimétrie des lignes de crêtes. Les modulations du relief de part et d’autre du fleuve et la présence de la confluence avec l’Essonne constituent un atout pour rythmer le paysage et le valoriser.

L’enfoncement du réseau hydrographique et l’érosion ont déterminé des entablements calcaires limités par des coteaux argileux qui par leur composition stratigraphique ainsi que par leur exposition ont orienté les activités économiques (briqueteries Gilardoni et vignes de Villabé).

Eléments du vaste bassin versant de la Seine qui couvre 78 000 km2, le territoire concerné est parcouru par le ru des Prés-Hauts et le ru des Hauldres en rive droite et par l’Essonne et le ru de l’Ecoute s’il Pleut en rive gauche.

Le fond de vallée, longtemps marécageux a, depuis le XIXème siècle, été exploité pour ses ressources en sables et graviers. Cette industrie, aujourd’hui abandonnée, a laissé de nombreuses traces sous forme de fouilles et étangs qui jalonnent les deux rives : les fouilles Laury et des Sablons à Saintry-sur-Seine, Les Canardières à Morsang-sur-Seine, l’ancien site des Alcools à Ris.

Les débits moyens de la Seine varient entre 300 et 400 m3/s avec des épisodes extrêmes de l’ordre de 50 m3/s en étiage fort et 2000 à 2500 m3/s lors de la crue historique de 1910. Le profil hydraulique de la Seine influe sur les variations possibles du plan d’eau avec des conséquences en termes d’aménagement des berges puisqu’entre l’amont et l’aval des barrages, les contraintes hydrauliques présentent des différences notoires. Ainsi en période de crue légère, la variation de niveau entre l’amont et l’aval d’un barrage varie entre 1,50 m et 2,50 m, et l’on observe des niveaux de + 3,50m lors d’une crue vingtenale comme celle de 1982, de + 4,50m lors d’une crue cinquantennale comme celle de 1955 et de + 5,50m lors de la crue centennale.