Nơi đây có 831 loài thực vật bậc cao đã được ghi nhận qua các đợt khảo sát năm 1997 và 1999, do WWF - Đông Dương và Viện Điều tra Qui hoạch Rừng Việt Nam thực hiện. Trong số đó có 23 loài hữu dụng, 38 loài có tên trong Sách Đỏ Việt Nam.

Hệ động vật rừng của khu bảo tồn này cũng rất đa dạng với danh mục gồm 53 loài thú, 183 loài chim, 44 loài bò sát, 21 loài lưỡng cư, 25 loài cá...

Kết quả khảo sát cũng cho thấy sự hiện diện của nhiều loài thú lớn và hiếm như hổ, báo, voi, voọc cá chân nâu, voọc cá chân xám...

Đến khu bảo tồn thiên nhiên sông Thanh, du khách còn có thể chiêm ngưỡng thác Grăng, cầu Thác Nước và những cảnh đẹp nên thơ nằm dọc trên tuyến đường Trường Sơn huyền thoại. Hoặc đi tìm và khám phá những nét đặc trưng trong đời sống văn hoá vô cùng phong phú của đồng bào các dân tộc ít người.