Si trova al confine tra le province di Vercelli e Novara su di un tratto di oltre sette chilometri lungo il corso del fiume Sesia e tocca i comuni di Greggio, Albano Vercellese e Oldenico.

Appartengono al Parco Naturale delle Lame del Sesia anche la Riserva Naturale Speciale della Garzaia di Carisio, quella di Villarboit e la Riserva Naturale Speciale Palude di Casalbeltrame.

Complessivamente si estende per circa 900 ettari, su di un territorio modificato continuamente dallo scorrere dell'acqua del fiume: con il passare delle stagioni, si creano e scompaiono meandri, ghiaieti, boschi, stagni (le cosiddette "lame") e golene.

Le Lame del Sesia sono una meta ideale per gli amanti del birdwatching; nel parco è possibile osservare, nel loro ambiente naturale, l'airone cenerino, l'airone guardabuoi, l'airone bianco maggiore, la nitticora, la garzetta e lo sgarza ciuffetto. Vivono nel parco, inoltre, le poiane, i nibbi, i lodolai, i gheppi ed alcuni piccoli rapaci: gufi, allocchi, barbagianni e civette.

La fauna dei boschi è composta da scoiattoli, volpi, ghiri, tassi, conigli selvatici, natrici dal collare, biacchi, saettoni, ramarri, testuggini, orbettini, tritoni, rospi ed alcune specie di rane.

La vegetazione è molto ricca: le piante più diffuse sono i salici, i pioppi, gli ontani, il frassino maggiore, il tiglio cordata, la robinia, la farnia, il ciliegio selvatico e l'acero campestre.

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