La vallée du Fossat est, avec la vallée des Reblats, l'une des deux vallées glaciaires du parc Livradois-Forez. Cette vallée est la plus froide et la plus humide du massif du Forez, c'est aussi "un sanctuaire" de la biodiversité de la région.
Des blocs de moraine, dès l'entrée du site, attestent de l'origine de cette vallée glaciaire, des milliers d'années après la fonte du glacier qui l'a créée. Les 400 hectares du site font l'objet d'un suivi tout particulier; le Parc naturel régional du Livradois-Forez prévoit notamment dans son plan de gestion de maintenir la qualité paysagère avec des aménagements pour encourager le paturage.
Ce sanctuaire de la biodiversité est devenu site classé et espace naturel sensible : diverses études y sont menées pour améliorer les connaissances et le suivi des espèces présentes :des espèces végétales rares comme le drosera ou la grassette, mais aussi la faune avec papillons, batraciens, oiseaux et mammifères.