Le Val d’Allier, vaste plaine sableuse et classé comme site Natura 2000, correspond à la partie élargie de la rivière et traverse le Pays d’art et d’histoire du sud au nord.

L’Allier constitue l’une des dernières grandes rivières sauvages d’Europe de l’ouest. Avant de rejoindre la Loire dans le bec d'Allier, près de Nevers, la rivière sinue entre bancs de sable et gravières, érodant ses berges instables et dessinant de larges méandres qui progressent au gré des courants et des crues. L’Allier a ainsi laissé l’empreinte de ses anciens lits dans la plaine. Ce remaniement perpétuel et naturel constitue la richesse écologique essentielle du Val d’Allier, à l’origine d’une très importante mosaïque de milieux engendrant une forte biodiversité animale et végétale. Ses méandres successifs, en tresses, ont façonné les paysages, mais aussi le substrat géologique qui a induit les diverses activités industrielles développées au cours des siècles, de la production de figurines en terre cuite de la période gallo-romaine aux sablières et aux carrières, en passant par la verrerie de Souvigny ou la céramique et la métallurgie de la région de Lurcy-Lévis.

Depuis 1994, une partie du Val d'Allier entre les communes de Saint-Loup et de Bressolles, au sud de Moulins, constitue la réserve naturelle nationale du Val d'Allier pour la richesse de ses paysages, de sa faune et de sa flore. Les communes de Bessay-sur-Allier, Bressolles, Chemilly et Toulon-sur-Allier ont ainsi une partie de leur territoire protégé au titre de cette réserve naturelle nationale.