月牙湖自然保护区生长着原始的生态物种，乔木50种、灌木70属、各种草类413种，这里栖息着汗达犴、狍子、黑熊、乌苏里貉、鹰鼠、雪里白兔、丹顶鹤、天鹅、鹭鸶、鸳鸯等40余种珍贵的动物。鸟苏里江上的鸟岛，距旅游区只有三千二百米，最近处仅有一千米左右。湖内以盛产鲫鱼而闻名，还产鲤鱼、鲶鱼、狗鱼等。
湖心区像一轮满月被月牙湖所环抱，占地三万余亩，是保护区严格封闭区，湖心区的植被由岛状层次林和小叶樟，莎草等草类构成。一层草一层林呈放射状，富有韵律，十分壮观。
