保護區屬于中溫帶大陸性季風性氣候，冬季漫長嚴寒，夏季短促，溫熱多雨，年平均氣溫2.5℃。植物區系組成系長白植物區系。有高等植物600種，分屬130科。其中有國家重點保護的瀕危植物黃菠蘿、水曲柳、核桃揪、野大豆四種。在低平原島狀林中樹種有幾十種和幾十種中草藥材以及小葉樟、修氏苔草、烏拉苔草等。野生動物資源豐富。初步調查有鳥類52種，分屬13個目27科，其中國家一級保護的有丹頂鶴、白鶴、白尾海雕、白頭雕四種。保護區獸類5目11科235種，其中國家二級重點保護的有馬鹿、駝鹿、黑熊、棕熊、猞猁、水獺、雪兔等七種。保護區有魚類45種，隸屬7目10科41屬。