La riqueza biológica del santuario es excepcional. En sus bosques habitan especies emblemáticas como el loro tricahue, el carpintero negro, el cóndor, el escurridizo pato cortacorrientes. Mamíferos como el zorro culpeo, el pudú y el monito del monte encuentran refugio en quebradas húmedas y rincones apenas explorados. En cuanto a la flora, destaca la presencia del ciprés de la cordillera, especie en estado vulnerable, además de coigües, hualos, lingues, arrayanes y helechos que parecen relictos del pasado.