La conca di Holay si è formata per fenomeni di origine glaciale ed è
stata successivamente riempita da depositi limosi e torbosi che formano
la zona umida. La geologia dell'area vede il prevalere, in
affioramento, del substrato roccioso, costituito in gran parte da
compatti micascisti appartenenti all'unità geologica della Zona
Sesia-Lanzo.
Il piccolo bacino lacustre è in via di eutrofizzazione
naturale: lo stato di interramento è avanzato e la fascia di
vegetazione palustre è in espansione.
Il sito è ricco di specie, sia animali che vegetali, relativamente rare
per il territorio valdostano, anche in considerazione del fatto che si
trova in una zona di confine tra il settore alpino interno valdostano
ed il settore collinare del Canavese. E' l'unica stazione della Valle
d'Aosta per il Tritone punteggiato e il Tritone crestato, specie
endemiche italiane; dal punto di vista floristico, si segnala la
presenza di Gladiolus palustris, Dactylorhiza incarnata e Tulipa
sylvestris subsp. australis.
La vegetazione è quella tipica delle zone umide, costituita in prevalenza da Cannuccia di palude (Phragmites australis), Lisca maggiore (Typha latifolia) e da alcune specie di Giunchi (Juncus tenageja, Juncus conglomeratus). La riserva naturale di Holay è la sola località attualmente nota in Valle d'Aosta ad ospitare due piante di particolare pregio: la Salcerella erba-portula (Lythrum portula) e il Nontiscordardime dei canneti (Myosotis laxa).
Si segnalano numerose specie di Anfibi e Rettili. Tra i rettili si possono osservare il Ramarro (Lacerta viridis), la Lucertola muraiola (Podarcis muralis) e la Biscia dal collare (Natrix natrix) e, tra gli Anfibi, la Rana verde (Rana esculenta) e la Salamandra pezzata (Salamandra salamandra).