Das Herzstück der Wachau ist die freifließende und Donau. Auf 33 km Länge hat der Strom eine der schönsten Fluss- und Durchbruchstäler der Welt erschaffen: Schroffe Felsen wechseln mit Aubereichen, Eichenwäldern und artenreichen Trockenrasen (mit dem berühmten Federgras). Für den Weinbau stellt die Donau einen wichtigen mikroklimatischen Faktor und Qualitätsbasis dar.

In der Wachau darf die Donau noch frei fließen und in mehreren Bögen mäandert Sie durch von Melk nach Krems. Strukturen wie Kiesbänke, Steilufer und Kolke entstehen durch die natürliche Gewässerdynamik, die sonst an der Donau kaum noch möglich ist. Die durchströmten Nebenarme bieten zahlreichen Fischarten wellenschlaggeschützte Laichplätze, Wintereinstände und Ruhezonen. Gefährdete Donaufische wie Huchen, Nase, Frauennerfling, Schrätzer, Streber und Zingel finden hier wichtige Lebensräume. Auch der Eisvogel profitiert von der Dynamik dieses Lebensraumes: Er gräbt seine Brutröhre in die seltenen Steilufer. Auch Biber und Fischotter haben in der Wachauer Donau ihren Lebensraum.