Здесь на небольшом участке как будто неведомая сила собрала все природное богатство Уссурийской тайги. Древесная растительность заповедника представлена несколькими типами. Обычными видами являются березы, клены, липы, ильмы, ели, а также восточные эндемики бархат амурский, орех маньчжурский, дуб монгольский, маакия амурская.

Разнообразна фауна заповедника. Из 53 видов млекопитающих на заповедной территории встречаются не только широко распространенные в Евразии виды, но и типично азиатские, такие как колонок, кабарга, гималайский медведь. Есть на Большом Хехцире и тигры. В водоемах обитает редкая рептилия – дальневосточная мягкотелая черепаха.

Пернатое население заповедника представлено различными по характеру распространения и образу жизни видами. Здесь гнездятся обитатели северной тайги, смешанных лесов умеренного пояса и южных широколиственных лесов. В заповеднике обитает самая крупная в российской фауне дневная бабочка - парусник Маака.

Особую значимость заповеднику предает его нахождение вблизи крупного города. С одной стороны, заповедник сохраняет островок первозданной тайги на пороге бетонной цивилизации, а с другой – дает жителям и гостям Хабаровска прекрасную возможность общения с дикой природой.