열목어는 연어과에 속하며 20℃ 이하의 차가운 물에서 사는 민물고기이다. 몸의 바탕색은 황갈색이며 머리·몸통·등에는 자갈색의 무늬가 불규칙하게 흩어져 있고 배쪽은 흰색에 가깝다. 알을 낳을 때는 온몸이 짙은 홍색으로 변하며, 등지느러미와 가슴지느러미 부분에는 무지개 빛의 광택을 내어 아름답다. 물 속에 사는 곤충이나 작은 물고기를 먹고 산다.

한반도는 열목어 분포의 최남한지로서 학술적으로 중요한 가치가 있어 그 서식지가 천연기념물로 지정되었다. 열목어 서식지는 찬 수온을 유지하기 위한 고지대의 숲이 잘 발달하여야 하는데, 그와 같은 조건을 가진 수역이 드물기 때문에 남한강과 북한강의 상류 수역에서 불연속적으로 분포한다. 정암사 열목어 서식지는 남한강 상류의 강원특별자치도 정선군 고한읍 소재 정암사 옆 계류지역으로, 「동국여지승람」에 의하면 오대산 월정사 근처에서 폭포를 타고 오르는 열목어 떼의 장관을 볼 수 있었다는 기록이 있다.