Долина реки Химки находится на территории природно-исторического парка «Покровское-Стрешнево», обладает статусом памятника природы. Река Химка имеет крайне медленное течение, которое позволило сформироваться здесь уникальной экосистеме. На заболоченных берегах ежегодно выводят птенцов кряквы, огари, хохлатая чернеть и камышница. Пролётом на заболоченных берегах реки встречаются редкие для Москвы птицы: гоголь, чирок-свистунок, шилохвость, широконоска.
Весной среди зарослей рогоза можно слышать брачное пение озёрной лягушки. Река Химка на протяжении более 10 лет является местом обитания бобров, которые возвели здесь крупную хатку и плотину. В вечернее время нередки встречи и с самими бобрами, выплывающими на поиски ветвей и побегов.
В дневное время водную гладь рассекают сосредоточенные ондатры в поисках пропитания.
Множество ручейков впадают в реку Химку, не позволяя ей замерзать даже во время сильных морозов, что делает реку Химку местом зимовки множества водоплавающих птиц.