Источники пресных вод у с. Гремячево расположены на правом коренном склоне реки Ока. Здесь происходит разгрузка алексинского и тарусско-михайловского водоносных горизонтов в виде нисходящих родников. Воды в них — гидрокарбонатно-кальциевые, жесткие. Дебит большинства родников не превышает нескольких литров в секунду. Однако в восточной части склона недалеко от Свято-Успенского Гремячева монастыря находится ключ с удельным дебитом более 10 л/с.
Растительность окрестностей источников пресных вод у с. Гремячево представлена в основном небольшими участками пойменных лесов и луговыми сообществами, а также заболоченной прибрежной полосой реки Ока.
В местах массового выхода на поверхность подземных вод наблюдаются заросли ольхи черной. В небольшом числе встречаются вяз голый, черемуха обыкновенная и клен ясенелистный. В прибрежной полосе Оки произрастают в основном ивы — белая, трехтычинковая и корзиночная.
Ботанический состав травянистого яруса по всей территории природного комплекса одинаковый, но на площадях развития туфов плотность травяной растительности более высокая. Под пологом древесно-кустарниковой растительности произрастают камыш лесной, кипрей волосистый, сныть обыкновенная, дудник лесной, будра плющевидная, зюзник европейский и другие виды растений. Непосредственно около источников встречены поручейница водная, мягковолосник водный, дудник лекарственный, норичник теневой и вероника ключевая. На луговых склонах доминантами являются лисохвост луговой, трясунка средняя, кострец безостый, ежа сборная, пырей ползучий, овсяница луговая, тимофеевка луговая, звездчатка злаковая, василисник малый, чина луговая, клевер средний, горошек волосистый, герань луговая, зверобой продырявленный, душица обыкновенная и колокольчик раскидистый; реже регистрируются репешок обыкновенный, вязель разноцветный, истод хохлатый, хатьма тюрингенская, синеголовник плоский, жабрица порезниковая, мята полевая, валериана лекарственная, тысячелистник обыкновенный, василек луговой и пижма обыкновенная. В заболоченной пойме Оки отмечены хвощ речной, манник большой, двукисточник тростниковидный, ситник жабий, щавель водный, желтушник левкойный, гравилат речной, дербенник иволистный, вербейник обыкновенный, незабудка болотная и другие виды, приуроченные к избыточно увлажненным территориям.
Бриофлора природного комплекса немногочисленна, но достаточно разнообразна. На известняковых туфах произрастают петрофиты — Didymodon rigidulus, Schistidium submuticum и Tortula muralis. В открытых луговых сообществах отмечены эпигейные (напочвенные) степные и лесостепные виды, такие как Abietinella abietina, Brachythecium albicans и Syntrichia ruralis. Ряд лесных эпигейных и эпифитных видов встречено в подножии склона у ручья, протекающего по дну поросшего ольшаником оврага.
Всего в окрестностях источников пресных вод у с. Гремячево выявлено 23 вида грибов, 10 видов лишайников, 26 видов мохообразных и около 200 видов сосудистых растений, в том числе 10 видов (родотус дланевидный, пальчатокоренник балтийский, котовник венгерский, зопник клубненосный, шалфей мутовчатый, тимьян (чабрец) ползучий, норичник теневой, окопник лекарственный, коровяк густоцветковый и тысячелистник благородный), занесенных в Красную книгу Калужской области.
Животный мир природного комплекса представлен 6 видами земноводных, 4 видами пресмыкающихся и 20 видами млекопитающих, среди которых крот европейский, кутора водяная, собака енотовидная, лисица обыкновенная, норка американская, ласка, полевка рыжая и мышь малая лесная. Неполный перечень зарегистрированных здесь птиц насчитывает 25 видов, в том числе цаплю серую, коршуна черного, вяхиря, дятла большого пестрого, иволгу обыкновенную, крапивника, синицу большую и овсянку обыкновенную. Из 398 видов встреченных беспозвоночных наиболее многочисленными являются кузнечик певчий, пенница ивовая, щитники цветочные, клоп-солдатик, майский жук восточный, лимонница, крапивница и муравей обыкновенный; реже отмечены кузнечик серый, горбатка рогатая, клоп злаковый, черепашка дымчатая, навозник обыкновенный, боярышница и павлиний глаз. Из редких и находящихся под угрозой исчезновения объектов животного мира в окрестностях источников выявлены слизень черно-синий, аргиопа Брюнниха, стафилин мохнатый, красотел малый, пяденица дымчатая, эверсманния украшенная, пелозия серая, совка семенная обыкновенная, гадюка обыкновенная и бурозубка равнозубая, занесенные в Красную книгу Калужской области.
Современное состояние источников пресных вод у с. Гремячево и их окрестностей оценивается как удовлетворительное. Однако они испытывают значительную рекреационную нагрузку, в первую очередь со стороны прихожан Свято-Успенского Гремячева монастыря, а также местных жителей, которые используют воду из них для питьевых целей. При этом природный комплекс отличается особой эстетической и научной ценностью, ведь он находится в V-образной умеренно увлажненной долине реки Ока, в пределах которой имеются уникальные ступенчатые террасообразные залежи известкового туфа и многочисленные выходы на поверхность подземных вод высокого качества.