Von Arnsberg aus fließt die Ruhr, die bis Duisburg insgesamt von ca. 180 m ü. NN auf 26 m ü. NN fällt, zunächst durch ein 100 m tief eingesenktes geräumiges Durchbruchsohlental mit wechselnd steil und sanfter eingeböschten Hängen Richtung Nordwesten. Sie wendet sich schließlich nach Westen und fließt durch eine durchgehend locker mit Gehölzen bestandene Wiesen- und Weidenaue, in die sie auf der Südseite mit einer 10 bis 30 m tiefen Böschung eingeschnitten ist. In der Ardeypforte durchbricht die Ruhr einen Ausläufer des bergisch-märkischen Hügellandes. Im folgenden Verlauf bis Mühlheim/Ruhr ist das windungsreiche, vornehmlich von Osten nach Westen verlaufende Ruhrtal in die Hochflächen des nördlichen Schiefergebirges eingesenkt. Die Talhänge sind durch mehrere Terrassen deutlich gegliedert und meistens asymmetrisch als Prall- und Gleithänge geformt. Das heutige Flussbett ist ca. 2 bis 3 m in die tischebene Talaue eingegraben. Über mächtigen Geröllen lagern abgelagerte Kiese, Sande oder Lehme. Das natürliche Gefälle des Flusses ist durch Wassergewinnungsanlagen und Stauseen verändert. Die Talsohle wir hauptsächlich landwirtschaftlich genutzt. Es gibt nur noch kleine Baumgruppen und Hecken. Nach dem Austritt aus dem Schiefergebirgsengtal ist der Lauf der Ruhr bis zur Rheinmündung in Duisburg begradigt und kanalisiert.
Nur im unteren Lauf der Ruhr finden sich stellenweise Ackerflächen, ansonsten ist Grünland die dominierende Nutzungsform. Im hier beschriebenen Teil der Ruhr gibt es vier größere Stauseen und weitere Anlagen zur Wasser- und Stromgewinnung.
Die grünlandgeprägten Überschwemmungsauen der Ruhr mit Auwald- und Hang-Buchenwaldresten, teilweise verlandenden Altwässern mit natürlicher Vegetation sind in weiten Teilen durch NSG und landesplanerisch gesicherte Gebiete unter Schutz gestellt. Sie bieten Lebensraum, Brut- und Rastplätze für zahlreiche Vögel, sowie stellenweise für Amphibien und Fledermäuse. Viele Gebiete sind als gesamtstaatlich repräsentativ eingestuft und umfassen Arten und Biotoptypen von internationaler Bedeutung. Zwei kleinere Gebiete sind FFH-Gebiete.