Il Ticino inizia il suo corso sulle montagne svizzere ed entra nel lago Maggiore dopo aver disegnato una vasta regione del territorio elvetico che prende il suo nome: Canton Ticino.

Esce dal lago Maggiore tra Sesto Calende e Castelletto Ticino dove inizia il suo percorso italiano in una valle stretta e profonda che poi si allarga progressivamente scendendo verso sud. Dopo un percorso di oltre cento chilometri che lo porta ad attraversare popolose province come Varese, Novara, Milano e Pavia, si getta nel Po presso il ponte della Becca.

Solo nell'Ottocento furono costruiti i primi ponti stabili sul Ticino. Nel territorio del Parco sono ubicati: il ponte di Trecate, già iniziato in epoca napoleonica e completato nel 1828; il primo ponte di ferro, quello di Sesto Calende, costruito nel 1869; il ponte in ferro di Galliate delle ferrovie Nord-Milano, del 1887 e il ponte in ferro di Oleggio, del 1890. Più recentemente sono stati gettati sul fiume due ponti autostradali, uno a nord presso Castelletto Ticino e uno a sud presso Galliate mentre è in progetto una nuova opera presso Oleggio per servire Malpensa 2000.

Il corso italiano del Ticino è interamente protetto da due parchi naturali che insieme formano il parco fluviale più vasto d'Europa. Il Ticino, pur costituendo un ambiente relativamente integro, è da millenni oggetto dell'opera trasformatrice dell'uomo che ha utilizzato le sue acque per le proprie esigenze di vita e per la navigazione. Sono stati costruiti lungo il suo corso degli sbarramenti, procedendo dal lago il primo di essi è la diga della Miorina, seguono poi più a sud la diga di Porto della Torre e la diga del Panperduto. Le principali derivazioni sulla sponda piemontese del fiume sono:

- il Canale Regina Elena
- la Roggia Molinara
- il Naviglio Langosco
- il Naviglio Sforzesco

L'ambiente fluviale comprende animali e piante che vivono nell'acqua e una serie di organismi che vivono sul greto. Il fiume è un ecosistema molto complesso e variabile a seconda della stagione. Il Ticino infatti cambia spesso il suo aspetto, tanto da sembrare un fiumiciattolo con un vasto greto ciottoloso durante il regime di magra, per trasformarsi in un minaccioso fiume gonfio ed impetuoso nel periodo delle piene.

Lungo le sue sponde abbondano gli alberi e altri vegetali. Ecco l'Ontano Nero, dalla nera corteccia e dal legno rosso e resistente. Altro albero, che oltre a trovarsi lungo le rive del fiume riesce a crescere anche negli isolotti ghiaiosi, è il Salice Bianco dalla chioma argentata. In tratti di alveo, abbandonati definitivamente dal fiume, su un terreno ciottoloso e povero, si sviluppa una caratteristica vegetazione pioniera di greto costituita al suolo da muschi e licheni e da una rada copertura arborea a carattere arbustivo, costituita da pioppi e roverelle.

Nelle acque del fiume si possono trovare numerose specie di pesci, alcuni di essi si nutrono prevalentemente di organismi microscopici presenti nell'acqua che costituiscono il plancton e di larve di molti insetti che vivono sulla parte nascosta dei sassi. Di questo cibo si nutre ad esempio la Sanguinerola comune specialmente nei tratti d'acqua a corrente moderata.

Le Sanguinerole, insieme ad altri piccoli pesci come i Vaironi e le Arborelle a loro volta costituiscono un'abbondante fonte di cibo per pesci più grossi come la Trota e il Persico Reale. Anche il Barbo è piuttosto comune lungo tutta l'asta del fiume, vive in acque veloci di media profondità. Il Gambero d'acqua dolce, piuttosto esigente in fatto di qualità dell'acqua è ancora presente in alcuni tratti del Ticino, ma gli scarichi inquinanti ne minacciano l'esistenza.

Sono ancora numerose le specie di uccelli che frequentano il Ticino come il Cormorano dalla mira infallibile nei tuffi sott'acqua per catturare i piccoli pesci. Anche gli Aironi sono spesso visibili sul greto del fiume. Un grazioso frequentatore dei ghiaieti del Ticino è il Corriere piccolo che nidifica tra i sassi del greto del fiume. Le rive del fiume sono anche frequentate dalla Ballerina bianca, un piccolo uccello che si ciba essenzialmente di insetti e molluschi che cattura in acque poco profonde.

Il Ticino è inoltre una importante tappa di numerose specie migratorie, tra cui le più diffuse sono le specie di anatidi. Fino a pochi anni fa sul fiume viveva la Lontra che il Parco sta reintroducendo con un progetto ambizioso che in questi anni ha già avuto dei risultati molto importanti.