La flore
Sur les 80 espèces de plantes présentes sur le plan d'eau, 8 sont rares à très rares en Lorraine. La grande douve est protégée au niveau national et le potamot à feuilles aiguës est protégé au niveau régional. Une phragmitaie (roselière) de faible épaisseur ceinture les étangs. Succède ensuite une formation à prêle aquatique. Des formations de glycéries, joncs des chaisiers et de typhas se retrouvent également parsemées sur ces deux plans d'eau. Les radeaux de nénuphars blancs couvrent la majorité de la surface des étangs. Ils sont mêlés à 3 autres herbiers de potamot brillant, d'élodée à grandes feuilles et de potamot à feuilles aiguës. Une chênaie pédonculée et une frênaie bordent le nord-ouest du Petit Pannes et toute la partie ouest du Pannes. Une formation à prunelliers longe le Petit Pannes dans sa partie nord. Une saulaie est en cours de développement sur le pourtour du Petit Pannes. Dans la partie nord-est du Pannes, on observe une friche composée en majorité de saules. Le long du Petit Pannes, sur un talus, une pelouse à orchidées est en cours d'enfrichement. Le milieu a tendance à se fermer avec une progression des saules.
La faune
La richesse ornithologique des étangs de Pannes est incontestable. Sur 116 espèces d'oiseaux identifiées sur les étangs et les milieux périphériques immédiats, 17 sont mentionnées à la Directive Oiseaux, 7 ont déjà niché et 3 nichent régulièrement (milan noir, pie-grièche écorcheur et martin-pêcheur). Les espèces paludicoles nicheuses sont les rousserolles verderolle et effarvate, le phragmite des joncs et le bruant des roseaux. Parmi les oiseaux d'eau sont présents la foulque macroule, le grèbe huppé, le grèbe castagneux, le canard chipeau, le cygne tuberculé et le martin-pêcheur. Le chat forestier, espèce d'intérêt communautaire visée à l'annexe IV de la Directive Habitat, est présent sur le site. Deux espèces d'amphibiens sont également concernées par cet inventaire : le triton crêté et le crapaud accoucheur, inscrits aux annexes II et IV.