La Sorgue est une rivière atypique de par sa source, son histoire, son réseau … Elle présente un fort patrimoine écologique (eau de bonne qualité, faune et flore remarquables, …), qu’il convient de préserver. La protection et la réhabilitation des milieux naturels passent par une meilleure connaissance des caractéristiques et phénomènes en jeu. De ce fait, des inventaires faunistiques et floristiques des milieux naturels des Sorgues sont menés (notamment dans le cadre de Natura 2000 – Les Sorgues), ainsi que des études spécifiques à des problématiques ciblées (franchissement des ouvrages par les poissons, suivi génétique des truites fario, étude des débits minimums biologiques, etc.).

Ces études scientifiques servent de base aux acteurs locaux pour déterminer les enjeux principaux et concilier les besoins écologiques avec les activités humaines. Ainsi, les collectivités ont engagé, à travers le Contrat de Rivière «Les Sorgues», un certain nombre d’opérations visant à : restaurer la végétation rivulaire (notamment en luttant contre la maladie du platane), optimiser le patrimoine piscicole exceptionnel (libre circulation des poissons, développement des capacités de fraie en association avec la Fédération de pêche du Vaucluse…), assurer une surveillance et la régulation des espèces invasives.