Die Talhänge der unteren und mittleren Diemel werden von außergewöhnlich gut erhaltenen Wacholderheiden und Magerrasen bedeckt.
Diese Relikte der traditionellen Kulturlandschaft sind Zentren des Artenreichtums.
Die Wacholderheiden, Kalkmagerrasen, Kalkscherbenacker, wärmeliebende Säume und Gebüsche sowie dieOrchideenbuchenwäldern stellen einen der nördlichsten Vorposten in den Mittelgebirgen Deutschlands dar. Mit einer Fläche von ca. 220 ha im Bereich des unteren und mittleren Diemeltals bzw. 750 ha im gesamten Diemeltal liegen die Kalkmagerrasen und Wacholderheiden hier in einer Größe vor, wie sie ansonsten erst wieder viel weiter südlich anzutreffen ist.
Zahlreiche seltene und gefährdete Tier- und Pflanzenarten sind hier in einzigartiger Kombination anzutreffen. Ursache hierfür ist, dass sich im Bereich des Diemeltales die Grenzen zweier biogeografischer Regionen überlappen. Aufgrund der artenreichen Schmetterlingsfauna wurde dem Diemeltal das EU-Zertifikat „Primary Butterfly Area (PBA)“ verliehen. Jedes EU-Mitgliedsland darf maximal 10 solcher Gebiete melden.
In Deutschland gehört das Diemeltal somit zu den wichtigsten Gebieten für den Schmetterlingsschutz.