Đây là vùng sinh thái ngập nước, có tổng diện tích 28 km2 (2.800 ha).[4][7] Khu được phân chia thành 3 phân khu, bao gồm:[7]

• Phân khu bảo vệ nghiêm ngặt, có diện tích trên 1.015 ha.
• Phân khu phục hồi sinh thái, diện tích 937,11 ha.
• Phân khu hành chính dịch vụ, diện tích 846,92 ha.

Và vùng đệm 8.836 ha.[8]

Lung Ngọc Hoàng là rừng ngập nước, chủ yếu là cây tràm, xà cừ, keo tai tượng, keo lai, chiếm diện tích khoảng 1.500 ha, cỏ dại và dây leo mọc chằng chịt.[2] Tất cả có trên 330 loài thực vật[7][9] (trong đó 237 loài tự nhiên và 93 loài gây trồng)[9] với 224 chi, 92 họ, trong đó có 56 loài mới phát hiện.[7] Thực vật đa dạng thuộc các hệ:

• Hệ thực vật ngập nước nhiều loài khác nhau, như tràm, lau, sậy, bòng bong,[7] bần, dừa nước,[3]...
• Hệ thực vật trên cạn như gừa, xộp, cà na, sắn, mua, trâm bầu, ô môi,[3] ngái lông,...
• Vành đai bìa rừng tràm là các cây trồng: mít, xoài, mãng cầu, đu đủ, dừa,[3]...

Động vật có 206 loài[10] chim, thú và 77 loài cá,[9] bao gồm:

• Các loài chim: le le, cò trắng, bạc má, cà cuốc, cò ốc, giang sen, cò lạo xám, ác là,...[3]
• Các loài thú: dơi chó, rái móng, chồn mực, cáo mèo,[3]...
• Các loài động vật thủy sinh: cá, tôm các loại[7] như cá rô, cá lóc, cá bông, trê trắng, thác lác,[2]... Đặc biệt loài quý hiếm như càng đước, cua đinh, rùa vàng, ếch giun, cá còm,...[3]
• Các loài lưỡng cư khác bao gồm: rái cá lông mũi, rùa nắp, rắn hổ mang,[3]... quý hiếm.