Растительный и животный мир включает в себя:

млекопитающих – 21 вид, некоторые из них: волк, кабан, косуля, лисица, степной хорек.

птиц – 257 вид, из них: поганка, пеликан розовый и кудрявый, журавль, реликтовая чайка, фазан и т.д.

пресмыкающихся – 14 видов, из них: быстрая ящурка, разноцветная ящурка, полоз узорчатый и другие.

земноводных – 2 вида: зелёная жаба и остромордая лягушка.

рыб – 17 видов: окунь, сазан, серебристый карась, лещ, судак. В Красную книгу Казахстана занесен окунь балхашский.

растений – более 270 видов, из них: кувшинки, хмель, облепиха, девясила, пырея ползучего и других.

Символом заповедника является реликтовая чайка. Она похожа на черноголового хохотуна, но меньше него по размеру. Птица получила название Реликтовая, так как населяла берега и острова древнего занимавшего большую часть Азии моря Тетис.