Il Simeto, il maggiore dei fiumi siciliani per bacino e portata, ha creato l'ecosistema su cui insiste la Riserva. Esso ha origine nella Serra del Re, uno dei rilievi più elevati della catena montuosa dei Nebrodi. Lungo il suo percorso, all'interno della riserva, è costeggiato da piante tipiche dei terreni melmosi: Canne di palude, Giunchi da stuoia, Lische a foglie strette. Oltre questa fascia melmosa si estende un'area pianeggiante, soggetta a inondazioni invernali e disseccamenti estivi, la cui vegetazione è composta da Tamerici, Giunchi pungenti, acuti e meridionali, Salici comuni e pedicellati. Una terza fascia, formata da un terreno più impermeabile, argilloso e coperto di salsedine, è costituita da una vegetazione di piccoli arbusti a foglia succulenta, come la Salicornia fruticosa, la Suaeda marittima, l'Atriplice portulacoide e il Limonio comune. Il litorale sabbioso ai lati della foce del fiume presenta una vegetazione ancora più ricca: Violaciocca selvatica, Salsola, Santolina, Poligono marittimo e Ravastrello marittimo, lungo la battigia; Gramigna delle spiagge, Sparto pungente, Mirto, Fiordaliso delle spiagge, Giglio delle spiagge, macchie di Lentisco e Olivastro, nell'interno e lungo le dune sabbiose. Le zone lontane dal fiume costituivano, un tempo, una fitta macchia sempreverde. Oggi, a seguito alle successive opere di bonifica, sono state occupate da coltivazioni.