怀沙河发源于怀柔县沙峪乡南、北苇滩,经三岔村进入长城后,与
响水湖支流汇合后形成干流,流经沙峪、辛营,于城关乡凯甲村附近入怀柔水库。
全长28.7公里,流域面积175.2平方公里,其中平原为17.2平方公里。沿河有多处泉水汇入。年均流量4765万立方米。1972年在口头村的洪峰达1751立方米/秒。
怀沙河与怀九河是北京市确立的自然水生野生动物保护区。科考人员调查结果显示,怀沙、
怀九河中共有鱼类26种,包括
圆尾斗鱼、
马口鱼等,其中
中华多刺鱼是这里的独有物种,因背部有9根硬刺而得名。在流域生活着112种动物,包括国家二级保护动物
大鲵属,珍稀鱼类中华九刺鱼和圆尾斗鱼等。此外,通过12个月的调查,共发现鸟类76种,新发现了一种叫“
冠鱼狗”的
益鸟,它的出现说明怀沙、怀九河
水环境较好,河中鱼虾丰富。在河边的树林中,还找到
池鹭、
夜鹭筑的巢;怀沙河三渡河段发现了市重点保护动物鸳鸯的繁殖场所。