Quần thực vật của đảo bao gồm 417 loài thực vật, cao gấp đôi so với bấ kỳ lãnh thổ lãnh nguyên (tundra) vùng Bắc cực nào khác có cùng kích thước và nhiều hơn bất kỳ đảo nào trên Bắc cực. Vì lý do này, đảo đã được công nhận là di sản thế giới xa nhất về phía bắc vào năm 2004.

Thực vật

Nhà nghiên cứu đầu tiên về thảm thực vật của đảo Wrangel là B. N. Gorodkov, năm 1938 đã nghiên cứu vùng ven bờ phía đông của đảo, coi nó như là khu vực sa mạc vùng Bắc cực và vùng cực. Sau khi nghiên cứu đầy đủ toàn bộ đảo từ nửa sau thế kỷ 20 nó được coi như là tiểu vùng lãnh nguyên Bắc cực của vùng lãnh nguyên. Dù kích thước đảo Wrangel không lớn, nhưng do các nét đặc biệt cục bộ rõ nét trong thảm thực vật của nó nên nó được tách ra thành cận vùng Wrangel đặc biệt của vùng lãnh nguyên Bắc cực Wrangel-Tây-Mỹ.

Thảm thực vật đảo Wrangel có đặc điểm là giàu thành phần loài cổ. Số lượng loài thực vật có mạch trên 310 (ví dụ, trên phần lớn các đảo lớn hơn thuộc quần đảo Novosiberi thực vật có mạch chỉ có khoảng 135 loài, trên các đảo thuộc Severnaya Zemlya khoảng 65 còn trên quần đảo Zemlya Frants-Iosif thì ít hơn 50). Quần thực vật trên đảo giàu sinh vật cổ còn sót lại và tương đối nghèo các dạng thực vật phổ biến trong các khu vực cận cực khác, mà tại đây theo các đánh giá khác nhau, không chiếm quá 35 - 40%.

Khoảng 3% thực vật là cận đặc hữu như cỏ kiềm (Puccinellia spp.), anh túc Gorodkov (Papaver gorodkovii), cỏ đậu Wrangel (Oxytropis wrangelii) và đặc hữu như cỏ Wrangel (Poa hartzii subsp vrangelica), anh túc Ushakov (Papaver uschakovii), ỷ lăng Wrangel (Potentilla wrangelii), anh túc Lapland (Papaver lapponicum). Ngoài ra, trên đảo Wrangel còn có thêm khoảng 114 loài thực vật hiếm và rất hiếm khác.

Thành phần như thế của thế giới thực vật cho phép dưa ra kết luận rằng thảm thực vật Bắc cực bản địa tại khu vực này của Bering cổ đã không bị các sông băng tiêu diệt, và biển đã cản trở sự thâm nhập từ phía nam của các loài di cư muộn hơn.

Thảm thực vật hiện đại trên lãnh thổ khu bảo tồn gần như là thấp bé, thưa thớt ở khắp mọi nơi. Chủ yếu là lãnh nguyên rêu-cỏ lác. Trong các thung lũng vùng núi và các lòng chảo giữa các núi tại phần trung tâm của đảo người ta gặp các bụi liễu như liễu Richardson (Salix lanata subsp. richardsonii) với chiều cao tới 1 m.

Động vật

Quần động vật của đảo nói chung không phong phú, do các điều kiện thời tiết khắc nghiệt.

Quần động vật không xương sống được nghiên cứu rất ít. Nói chung bắt gặp một vài loài ong nghệ (Bombus spp.), muỗi (họ Culidae), bướm (Lepidoptera), ruồi (Diptera) và mòng da (Cuterebra spp.) ký sinh tuần lộc (Rangifer tarandus).

Cá trong các vùng nước ven bờ đảo chưa được nghiên cứu đầy đủ. Trong các vùng nước ngọt của đảo không có cá.

Trên đảo thường xuyên làm tổ không dưới 20 loài chim, và khoảng 20 loài là các loài chim bay đến hay làm tổ không thường xuyên trong khu bảo tồn.

Động vật lông vũ đông đảo nhất về số lượng — nằm trong số các động vật hiếm là ngỗng trắng (Chen caerulescens). Chúng tạo thành một quần thể chính trong thung lũng sông Tundrovaya ở trung tâm đảo và một vài quần thể nhỏ. Nhiều về số lượng còn có chim thuộc bộ Sẻ, với các đại diện là sẻ đất tuyết (Plectrophenax nivalis) và sẻ đất Lapland (Calcarius lapponicus). Để làm tổ và thay lông, bay tới khu bảo tồn còn có ngỗng đen (Branta spp.). Trong số chim sinh sống tại khu bảo tồn trên đảo còn có vịt Eider (Somateria spp.), choi choi Iceland (Calidris canutus), choi choi xám (Pluvialis squatarola), mòng biển xám (Larus hyperboreus), mòng biển đuôi dĩa (Xema sabini), cướp biển đuôi dài (Stercorarius longicaudus), cú trắng (Bubo scandiacus). Hiếm gặp hơn trong khu bảo tồn là choi choi diều đen (Calidris alpina), choi choi cát ngực xám (Calidris melanotos), nhạn biển Bắc cực (Sterna paradisaea), cướp biển Pomarine (Stercorarius pomarinus), chim lặn họng đỏ (Gavia stellata), quạ (Corvus corax), sẻ xám Bắc cực (Carduelis hornemanni).

Ngẫu nhiên bay tới hay bị gió đưa tới khu bảo tồn là chim từ Bắc Mỹ, trong số này thường xuyên bay đến đảo Wrangel là sếu Canada (Grus canadensis), cũng như ngỗng Canada (Branta canadensis) và một số loài chim dạng sẻ nhỏ từ châu Mỹ, bao gồm chim từ bộ Sẻ như chích phao câu vàng (Dendroica coronata), ri xavan (Passerculus sandwichensis), ri chỏm vàng (Zonotrichia atricapilla), ri Junco (Junco spp.), ri Mỹ họng trắng (Zonotrichia albicollis).

Quần động vật có vú trên đảo khá nghèo nàn. Thường xuyên sinh sống ở đây có lemmut móng guốc (Dicrostonyx torquatus), lemmut Siberi (Lemmus sibiricus) và cáo Bắc cực (Vulpes lagopus). Xuất hiện có chu kỳ và với một lượng đáng kể là gấu trắng Bắc cực (Ursus maritimus) với hang sinh đẻ của chúng nằm tại các ranh giới của khu bảo tồn. Xuất hiện tạm thời trong khu bảo tồn có sói xám (Canis lupus), chồn sói (Gulo gulo), chồn ecmin (Mustela erminea) và cáo hung (Vulpes vulpes). Cùng với con người thì trên đảo Wrangel cũng sinh sống chó kéo xe. Trong các nơi sinh sống của người xuất hiện chuột nhắt (Mus musculus). Để thích nghi với thủy thổ trên đảo người ta cũng chuyển tới đây tuần lộc và bò xạ (Ovibos moschatus).

Trong quá khứ, tuần lộc đã từng sinh sống tại đây còn đàn ngày nay là hậu duệ của tuần lộc nhà được chuyển tới đây vào các năm 1948, 1954, 1967, 1968, 1975 từ bán đảo Chukotka. Hiện tại số lượng tuần lộc trên đảo khoảng 1.500 con.

Có chứng cứ cho thấy bò xạ đã sinh sống trên đảo Wrangel trong quá khứ. Ngày nay đàn bò xạ 20 con được chuyển từ tháng 4 năm 1975 tới đây từ đảo Nunivak của Mỹ.

Trên lãnh thổ đảo là khu vực sinh sống trên cạn lớn nhất tại Nga của moóc. Trong các vùng nước ven bờ thì các loài hải cẩu (Pinnipedia) sinh sống.

Giữa thập niên 1990, trên tạp chí Nature có thể đọc được thông tin về phát hiện gây chấn động đã được thực hiện trên đảo. Cộng tác viên của khu bảo tồn, ông Sergey Vartanyan đã tìm thấy tại đây các di cốt của voi ma mút (Mammuthus primegenius), với niên đại của nó được xác định là trong khoảng 13,6-2,1 nghìn năm TCN[10]. Trong khi đó, theo quan điểm thời kỳ đó thì voi ma mút đã tuyệt chủng vào khoảng 10-12 nghìn năm trước. Sau này người ta phát hiện ra rằng các di cốt này thuộc về một phân loài tương đối nhỏ của voi ma mút.[11], do hạn chế nguồn cung cấp thức ăn nên chúng có kích thước nhỏ hơn nhiều so với voi ma mút thông thường, cư trú trên đảo Wrangel vào thời gian mà các kim tự tháp Ai Cập đã có và biến mất vào khoảng thời gian trị vì của Tutankhamun và giai đoạn thịnh vượng của nền văn minh Mycenae ở Hy Lạp. Điều này đặt đảo Wrangel trong chuỗi các địa chỉ khảo cổ học quan trọng nhất của hành tinh.

Năm 1953, chính quyền tỉnh Magadan đã thông qua nghị quyết về bảo tồn các khu sinh sống trên đất liền của hải cẩu và năm 1960, tỉnh Magadan đã quyết định thành lập khu bảo tồn dài hạn, được nâng cấp thành khu bảo tồn cấp nhà nước cộng hòa vào năm 1968.