Na území města vytváří řeka Jihlava poměrně široké údolí s dobře vyvinutou nivou. Vodní tok je okolo centra města spoután do koryta s uměle stabilizovanými břehy. Příčně je tok řeky na mnoha místech přerušen celou kaskádou jezů. Řeka přišla o mnoho svých ekologických a krajinářských funkcí, naproti tomu se podařilo vyřešit většinu zdrojů znečištění v povodí výstavbou čistíren odpadních vod. Jakost vody tak přestala být limitujícím faktorem pro rozvoj rostlinných a živočišných společenstev. Oživení řeky rostlinami ve vzdutých úsecích nad jezy je minimální, v proudných úsecích se objevují porosty stolístku klasnatého (Myriophyllum spicatum), které využívají zvýšený přísun živin. Nevyskytují se zde žádné významné druhy vodních makrofyt a ani břehové porosty řeky, zejména v intravilánu města, nejsou dobře zachovalé. Z přírodního hlediska jsou nejcennější neregulované úseky toků s přirozeným korytem s výskytem štěrkových a písčitých náplavů, břehových nátrží a vývraty stromů. Na řece Jihlavě jsou takové úseky především v úseku od Přibyslavic po Sokolí a od Třebíče po Vladislav. Na březích v klidnějších úsecích roste hojně kosatec žlutý (Iris pseudacorus), méně časté jsou porosty zevaru vzpřímeného (Sparganium erectum).
Ze savců vázaných na toky je hojně rozšířena vydra říční, se kterou se běžně můžeme setkat v klidnějších místech přímo ve městě. V posledních letech můžeme pozorovat také poměrně rychlý návrat bobra říčního, jehož činnost je nepřehlédnutelná zejména v zimě. Zjištěn byl např. v úseku pod čistírnou odpadních vod. Poměrně hojně se zde vyskytuje ledňáček říční a v peřejnatých úsecích a na přítocích také skorec vodní. Při troše štěstí můžeme přímo ve městě pozorovat i ryby lovícího čápa černého. V zimě jsou na řece často pozorována hejna kormoránů velkých, vzácněji pak morčák velký nebo zimující potápky malé. K významným druhům ryb patří dosud hojná ouklejka pruhovaná, stále vzácnější je ostroretka stěhovavá nebo parma obecná. Z vodního hmyzu patří k významným druhům ploštice hlubenka skrytá (Aphelocheirus aestivalis), která žije mezi kameny v rychle proudících úsecích toku. Z vážek patří k hojným druhům motýlice lesklá (Calopteryx splendens), v přítocích s čistější vodou také motýlice obecná (Calopteryx virgo). Podél břehů proletuje smaragdově zelená lesklice zelenavá (Somatochlora metallica) neúnavně kopírující břeh řeky tam a zpět. Zjištěny byly také vzácné klínatky, k nejčastějším druhům patří klínatka obecná (Gomphus vulgatissimus).