内蒙古赛罕乌拉国家级自然保护区地处中国大兴安岭南部山地，是草原向森林、东亚阔叶林向大兴安岭温寒针叶林双重交汇的过渡地带，还是东北区、华北区、蒙新区动物区系的交汇点，特殊的地理位置和自然条件造就了赛罕乌拉的动植物区系，成为连接各大动植物区系的纽带和桥梁。

科学考察证实，保护区内有野生哺乳动物6目17科39种，其中国家二级哺乳保护动物4种：斑羚、东北马鹿、猞猁、兔狲，保护区保存了中国最大的野生斑羚种群和重要的东北马鹿种群；有鸟类17目51科232种，其中国家二级保护以上鸟类有37种（其中一级保护鸟类有大鸨、金雕和黑鹳），有世界受胁鸟3种：大鸨、乌雕、鸿雁，为此，保护区还被列为世界重要鸟区；现有两栖爬行动物2目6科11种，其中3种被列入中国濒危动物红皮书，其中1种为内蒙古自治区新记录种；鱼类2目3科6属10种；昆虫已鉴定出574种；有浮游动物3纲21种，全部为内蒙古新记录种。查明保护区有野生维管束植物91科348属791种，其中国家级保护植物1种（野大豆），有两属为内蒙古新记录属；苔藓植物43科110属220种，其中24种为内蒙古新纪录种，有珍稀濒危苔藓植物19种；已鉴定出野生高等真菌251种，其中20种为内蒙古新记录种；白粉菌4属25种，其中1种是新种；黑粉菌6属19种，其中1种是中国新纪录种；地衣12科24属64种，其中4种为中国新记录种；藻类植物7门34科60属234种，其中192种为内蒙古新纪录种。

保护区内涵养水源植物丰富，涓涓细流汇成了乌兰坝河、海清河、灰通河等十条河流，年径流量近亿立方米，是西辽河上游重要的水源涵养地。