Dans le sud-est du pays, ce vaste site se compose de cours d’eau et de leurs plaines d’inondation,  de lacs et d’étangs naturels et artificiels, de cascades, de marécages à papyrus et autres marais et de forêts marécageuses. La principale rivière alimentant le site est la Lufira. Les facteurs climatiques et pédologiques dominants maintiennent la biodiversité unique du site. On y trouve de nombreuses espèces endémiques : 16 espèces d’oiseaux et notamment le tisserin masqué de la Lufira, le tisserin masqué d’Upemba et l’astrild à moustaches; 15 espèces de reptiles, notamment une tortue d’eau douce, la péluse d’Upemba, le serpent aquatique Lycodonomorphus upembae et le serpent aquatique de Mulanje Lycodonomorphus leleupi; et au moins deux amphibiens endémiques, le gecko Pachydactylus katanganus et la grenouille Afrixalus upembae. Le bassin de la Lufira est le seul biotope pour des mammifères rares comme le zèbre de Grant et le grand koudou; il abrite aussi des populations d’hippotragues noirs et d’antilopes rouannes. L’absence de contrôle et de régulation des activités minières et la présence d’usines de traitement hydrométallurgique présentent des menaces réelles pour le site.