Khu bảo tồn này nằm trong rừng Guinea Tây Phi, một điểm nóng về đa dạng sinh học. Nó chứa hệ động thực vật đặc biệt phong phú, là nhà của hơn 2.000 loài thực vật có mạch, 317 loài động vật có xương sống, trong đó có 107 loài động vật có vú và hơn 2.500 loài động vật không xương sống. Khu bảo tồn là chủ đề của nhiều cuộc điều tra sinh học bởi nơi đây có chứa một lượng lớn các loài chưa được biết đến. Một số loài động vật có xương sống đặc hữu đáng chú ý gồm Cóc Nimba (loài cóc duy nhất không đẻ trứng), Dơi nếp mũi Nimba và Rái cá Nimba. Một số loài động vật quý hiếm có nguy cơ tuyệt chủng khác có thể kể đến Sư tử Tây Phi, Hà mã lùn, Linh dương lưng vằn và Tinh tinh Tây Phi.

Các vùng sinh thái cạn trong khu bảo tồn gồm rừng thấp Tây Guinea, rừng núi cao Guinea, rừng savan Guinea và savan Sudan. Ngoài ra, dãy núi Nimba cũng là một vùng sinh thái nước ngọt đặc biệt với nhiều loài thủy sản đặc hữu.