Với trung tâm là hồ Ba Bể, khu vườn quốc gia này có:

• 600 loài cây thân gỗ (thuộc 300 chi, 114 họ khác nhau).
• 65 loài thú (22 loài có tên trong sách đỏ Việt Nam).
• 214 loài chim thuộc 17 bộ,47 họ (7 loài có tên trong sách đỏ Việt Nam).
• 46 loài bò sát và động vật lưỡng cư.
• 87 loài cá (11 loài có tên trong sách đỏ Việt Nam).

Vườn có một số loài quý hiếm như gấu ngựa, báo lửa, báo hoa mai. Hai loài đặc hữu của vùng này là cầy vằn (Hemigalus owstoni) và voọc đen (Presbytis francoisi). Cà đác, tức voọc mũi hếch Bắc Bộ nay không còn tìm thấy ở Ba Bể nữa nhưng ở Khu bảo tồn Na Hang gần đó vẫn còn một nhóm.[1]

Vấn đề môi sinh

Việc khai thác khoáng sản nhất là mỏ sắt ở lưu vực hồ Ba Bề đã tác biến khu vực hồ và gây thiệt hại nặng nề về mặt môi sinh. Theo một cuộc khảo sát hồ Pé Lèng đã mất 1/3 diện tích vì bồi tích ứ đọng và trong tương lai hồ Ba Bể có thể bị lấp mất nếu hiện trạng không thay đổi.[2]