Dit gebied strekt zich uit langs de Handzamevaart van Handzame (Kortemark) over Werken en Zarren (idem), tot de lijn Diksmuide-Beerst (Diksmuide). In het zuiden wordt ze voor een groot deel begrensd door de spoorweg Diksmuide–Lichtervelde.

De Handzamevallei vormt een lange tongvormige polderinsnijding die de grens vormt tussen zandig Vlaanderen ten noorden en zandlemig Vlaanderen ten zuiden ervan. De polderinsnijding van de Handzame(vaart) wordt breder naar de Ijzer toe omdat er daar twee aparte waterlopen zorgen voor de afwatering: de Handzamevaart loopt in westelijke richting naar Diksmuide en het Zijdelinggeleed loopt in noordwestelijke richting naar Beerst. De laatst genoemde zorgt voor de afwatering van enkele noordelijke zijbeken: de Kamarde-, de Molen-, Vladsohof-, Groene- en Kerkebeek. De Handzame heeft tussen Handzame en de Barisdamhoeve nog een sterk meanderende en natuurlijke loop in een smalle vallei met uitgesproken valleiranden. Deze markeren de grens tussen de holocene sedimenten in de vallei zelf en de pleistocene en tertiaire sedimenten buiten de vallei. De holocene sedimenten bestaan uit getijde- en fluviatiele afzettingen. Langs de oevers staan nog enkele bomen, struiken en rietvegetatie. Vanaf de Barisdamhoeve is ze sinds 1775 rechtgetrokken, gekanaliseerd en bedijkt om als transportkanaal dienst te doen. Aanvankelijk heeft ze nog enkele bochten maar vanaf de Ijzeren Brug bij Vladslo gaat ze bijna kaarsrecht naar Diksmuide toe. Stroomafwaarts van Vladslo staan er op de dijken bij de Handzamevaart nog vrij aaneengesloten bomenrijen die de loop van de vaart accentueren in het landschap; elders resten slechts kleine bomenrijen of alleenstaande bomen van de vroegere bomenrijen langs de vaart. Ter hoogte van Zarren komt de Oude Zarrenbeek (eveneens rechtgetrokken) in de vallei van de Handzame.

Volgens de bodemkaart liggen in de vallei vooral kleigronden die, door hun lage ligging vlakbij de waterloop, zeer natte bodemcondities kennen. Daarom liggen deze landbouwgronden reeds eeuwen grotendeels onder grasland (zowel hooi- als weiland). In de percelen zorgen zogenaamde 'laantjes' voor de afwatering naar grachten rond de percelen. De grachten zelf vormen een biotoop voor water- en moerasvegetatie. Het perceleringspatroon vertoont stroomopwaarts van Betoosterse Broeken bij Werken smalle percelen dwars op de algemene oost-westoriëntatie van de Handzamevallei; verder stroomafwaarts wordt het een zeer grillig patroon met onregelmatige perceelsvormen. Waar zijbeken in de vallei van de Handzame komen, heeft men een uitloper van grasland langs die zijbeek. Lokaal staan er resten van perceelsrandbegroeiing bestaande uit knotbomen, houtkanten, struiken,....

Het historisch permanent graslandgebruik en het vochtige milieu zorgen voor een zeer rijke vochtminnende flora van lagere plantensoorten. Tegelijk vormen deze uitgestrekte graslanden een belangrijk biotoop voor avifauna dankzij de waterrijke omgeving en de natuurlijkheid van het systeem. Door de afwezigheid van bebouwing en perceelsrandbegroeiing heeft men in de vallei een uitgesproken open landschap dat sterk contrasteert met het meer gesloten en bebouwde landschap aan de valleigrenzen.

Ter hoogte van Werken ligt de Hoge Andjoen; dit is een mottesite waar nog duidelijk de typische dorpsstructuur uit de middeleeuwen bewaard is gebleven. Centraal lag het opperhof op een verhoogd terrein waar bij gevaar de dorpelingen bescherming genoten van de heer. Aansluitend lag het neerhof met boerderij en kerk. Rondom lagen verspreid enkele woningen. In Werken is de enorme ophoging van de motte (opperhof) aan de rand van de vallei bewaard gebleven, evenals de kerk op het neerhof omringd door een kerkhof, haag en kruisweg met kapelletjes. De lage bebouwing in de nabijheid vormt geen verstoring door hun kleinschalig karakter en hun weinig opvallend uitzicht. Om de Handzamevaart naar Kortemark te beschermen, werden op bepaalde plaatsen versterkte burchten opgericht.

De Barisdamhoeve bevindt zich op een verhevenheid, nabij de rand van de vallei, gedeeltelijk omgracht en getuigt van een dergelijke burcht. Vroeger was hier ook een losplaats voor schepen. De huidige hoeve past bij de omgeving door haar historisch karakter en de weinig storende invloed van nieuwbouw in de omgeving. In de vallei lopen geen wegen tenzij wegen met een noord-zuid oriëntatie die de Handzame kruisen. Ze liggen vaak iets hoger dan de omgeving en hun talud verdeelt de vallei visueel in compartimenten. De Steenstraat tussen Werken en Zarren is een oude Romeinse weg. Langs de valleigrenzen volgen wegen de loop van de vallei en van daaruit vertrekken enkele kleinere, smalle veelal onverharde wegen die in de vallei dood lopen.

Nabij de Ijzeren Brug tussen Vladslo en Esen ligt het enigste bosje in de vallei. Het bevindt zich tussen de Handzame en de Molenbeek. Volgens de bodemkaart zou dit stuk ontveend geweest zijn. Momenteel liggen nog enkele grachten en plassen in het stuk. Nabij Esen staat het oud station dat door zijn gaafheid, aparte stijl en de omringende gebouwen in dezelfde stijl, bouwkundig erfgoed vormt. Het gebied wordt in het westen begrensd door een dreef die ook visueel de Handzamevallei begrenst en een afscheiding vormt met de Ijzervallei.