De 43,9 km de longueur[1], elle coule uniquement dans le département de l'Ardèche et prend sa source au lieu-ditRochemisole, au sein de la commune deLoubaresse et dumassif du Tanargue. La Beaume s’écoule vers le sud-est pour se jeter dans l’Ardèche en rive droite et en aval deRuoms
Elle passe sous lepont du Gua, monument historique classé, situé entre les communes de Beaumont et de Sanilhac.
La géologie du bassin versant de la Beaume est particulièrement diversifiée, ce qui est en partie à l'origine de sa grande richesse écologique, puisque l'on trouve des granites sur la Haute-Beaume et les sources de la Drobie, puis des schistes, des grès et enfin du calcaire sur le secteur le plus aval. C'est là que la Beaume a creusé les pittoresquesgorges de la Beaume sur plus de 5 km[3]
À l'instar des rivières voisines l'Ardèche et leChassezac, la Beaume est un cours d'eau très abondant. Lalame d'eau écoulée dans le bassin versant de la rivière est de 996 millimètres annuellement, ce qui est très élevé, trois fois supérieur à la moyenne française, tous bassins confondus, et résulte des précipitations abondantes dans toute la région desCévennes. Ledébit spécifique (Qsp) atteint31,4 litres par seconde et par kilomètre carré de bassin.
UneZNIEFF très étendue est consacrée spécifiquement aux cours d'eau de l'Ardèche et de ses principaux affluents, et plusieurs autres protections environnementales incluent la Beaume dans leurs aires.
LaZNIEFF continentale de type 2 de l'« Ensemble fonctionnel formé par l’Ardèche et ses affluents (Ligne,Baume,Drobie,Chassezac…) »[6], soit 22 630,21 hectares, inclut la quasi-totalité du cours de la Beaume. Elle vise la rivière Ardèche, ses milieux annexes et ses principaux affluents dont laLigne, la Baume, laDrobie, leChassezac. C'est une zone importante, voire essentielle, en tant que zone de passages et d'échanges entre les Cévennes et le piémont méditerranéen, zone d'échange avec le Rhône pour les poissons, corridor écologique fluvial, et zone d'alimentation ou de reproduction pour de nombreuses espèces en plus de celles citées ici. Par ailleurs certaines espèces comme les aigles nécessitent un large territoire.
La basse vallée de l'Ardèche est un rare milieu aquatique dont le fonctionnement n'est pas ou peu altéré. Elle faisait autrefois partie du domaine vital des poissons migrateurs rhodaniens et quelquesfrayères sont encore utilisées par l'Alose feinte (Alosa agone), espèce maritime classée vulnérable et qui remonte ici par le Rhône pour sa reproduction. Le Schéma Directeur d'Aménagement et de Gestion des Eaux du Bassin Rhône-Méditerranée-Corse tente de rétablir cette fonction de couloir de migration avec l'accent sur les axes Beaume-Chassezac et Ardèche-Rhône, et un intérêt particulier pour la présence d'espèces piscicoles rares ou endémiques du bassin rhodanien, comme l'apron du Rhône (Zingel asper), espèce endémique du bassin Rhône-Méditerranée-Corse et de quelques cours d'eau de Franche-Comté, en danger critique d'extinction.
Le ciste de Pouzolz (Cistus pouzolzii, protégé sur tout le territoire français métropolitain[9]) et l'œillet du granite (Dianthus graniticus, famille desDianthus) sont parmi les espèces végétales déterminantes de cette zone.
Un autre élément déterminant de cetteZNIEFF est la nappe phréatique qu'elle inclut, qui elle-même abrite des espèces remarquables dont des invertébrés aquatiques aveugles et dépigmentés. Lafamille desHydrobiidae[10], petits gastéropodes aquatiques, est la plus nombreuse famille de mollusques continentaux en France et représente une centaine detaxons ; 45 % de ces espèces sont présentes dans les eaux souterraines et notamment les nappes.
La totalité de la Beaume est classée Natura 2000. La partie amont jusqu'au pont entre Joyeuse et Rosières fait partie du site Natura 2000 "Vallées de la Beaume et de la Drobie" qui couvre 7 980 ha. La partie aval de son cours est inclus dans les 5 400 ha du site Natura 2000 « Moyenne vallée de l'Ardèche et ses affluents, pelouses duplateau des Gras »[12], unsite d'importance communautaireNatura 2000 au titre de ladirective Habitat. La Beaume et la Drobie font également partie de deux Espaces Naturels Sensibles.
La Beaume, de sa source à la confluence avec l'Alune, et la Drobie ont obtenu le label d'excellence environnemental "Site Rivières Sauvages" en 2016.