El municipio de Doctor Arroyo se localiza al sur del estado, en una región de transición entre el Altiplano Mexicano y la Sierra Madre Oriental, lo que le da una gran diversidad de ecosistemas. En las zonas más bajas y planas predomina el matorral xerófilo, con vegetación adaptada a condiciones semiáridas como mezquite, huizache, lechuguilla, gobernadora y diversas cactáceas. Estas plantas están preparadas para resistir altas temperaturas, poca lluvia y suelos generalmente secos, formando paisajes abiertos y de vegetación baja.
Sin embargo, conforme se asciende hacia las áreas serranas, el ecosistema cambia notablemente y aparecen bosques de encino y pino-encino, con mayor humedad y temperaturas más frescas. Estas zonas albergan una mayor biodiversidad, incluyendo mamíferos como venados y jabalíes, así como aves y reptiles propios de ambientes montañosos. Además, existen arroyos y manantiales que generan pequeños ecosistemas ribereños. En conjunto, Doctor Arroyo destaca por ser un municipio con contrastes ecológicos, donde conviven ambientes áridos y zonas forestales que enriquecen su diversidad natural.
