這個自然保護區有豐富的生物物種。有49科300多種野生植物。常見的植物種類有苔草、香蒲、眼子菜、地榆、貓爪草、紅蓼、東北石竹、小碎米薺、野生大豆、大戟、紫花地丁、白毛藤、黃芩、白術、東北蒲公英、黃精、香樟。建群植物、優勢種和主要伴生種均為沼澤植物、濕生植物和壹些適合水生條件的中生植物，總蓋度約為70%。自然保護區野生動物資源豐富，有獸類37種，隸屬於6目14科，占黑龍江省獸類總數的43.2%。其中嚙齒動物種類較多，占本區獸類總數的35.1%，食蟲目、食肉目、翼手目所占比例也較高。鳥類210種，隸屬於17目44科，占黑龍江省鳥類種數(373種)的56.3%，其中非雀形目鳥類123種，占種數的58.6%，雀形目鳥類87種，占41.4%。國家壹級保護動物有丹頂鶴、東方白鸛、黑嘴松雞、大鴇。國家二級保護動物有小天鵝、鴛鴦、黑鳶、喜鵲、隼、短耳隼。有兩棲動物7種，隸屬於2目4科，占黑龍江省兩棲動物種數的58.3%。爬行動物分屬於3目4科7種，占黑龍江省爬行動物種類的43.8%。魚類有58種，隸屬於6目10科。其中鯉科有44種，占魚類種類的75.8%，為最多。眼鏡蛇科有3種，眼鏡蛇科有2種。狗魚科、鱧科、鱧科、鱧科和鮟鱇科分別有1種。
納木爾河自然保護區是松嫩平原北端面積最大、保存最完整的濕地，也是東北地區保存最完整的淡水生態系統。2007年，黑龍江省人民政府[2007]57號文件批準其為省級濕地自然保護區。