Động Châu – khe Nước Trong là một trong những khu dự trữ thiên nhiên có diện tích rừng tự nhiên liên tục trên núi đất rộng lớn nhất ở Việt Nam. Hiện nay chỉ còn sót lại ở một vài khu vực xa xôi, địa hình tiếp cận khó khăn dọc biên giới Việt Nam – Lào. Các tổ chức về bảo tồn thiên nhiên quốc tế đánh giá Động Châu – khe Nước Trong là nơi hiếm hoi của Việt Nam bảo tồn được thảm thực vật trên 50% diện tích rừng kín thường xanh nhiệt đới trên vùng núi đất thấp của toàn bộ diện tích 21 tiểu khu.

Rất nhiều các loài động thực vật quý hiếm có nguy cơ tuyệt chủng cao được tìm thấy tại đây như Bò tót, Sao la, Tê tê java, Vượn đen má trắng Siki, Hồng hoàng,… các loài gỗ quý như Gụ mật, dạ hương,… Tổ chức bảo tồn chim thế giới đã công nhận Động Châu – khe Nước Trong là một trong 62 vùng chim đặc hữu đất thấp của Việt Nam. Là môi trường sống của nhiều loài chim thuộc vùng chim quan trọng của dãy Trường Sơn có vùng phân bố hẹp.

Trong vùng có nhiều loài động, thực vật nguy cấp, quý hiếm có nguy cơ tuyệt chủng cần phải bảo tồn. Đặc biệt là các loài động vật quý hiếm như: Bò tót, Sao La, Mang Lớn, Mang Trường Sơn, Tê tê Java, Vượn đen má trắng Siki, Chà vá chân nâu, Trĩ sao, Hồng hoàng,… Các loài gỗ quý hiếm như: Gụ mật, Gụ lau, Lim xanh, Vù hương, Re hương, Dạ hương,… Theo số liệu thống kê sơ bộ của BQL khu dự trữ Động Châu – khe Nước Trong hiện có 76 loài thú, 214 loài chim và 671 loài bò sát.

Các nhà khoa học đã phát hiện trên 60 đàn vượn đen má trắng siki và khoảng 10 đàn Chà vá chân nâu ở rừng Động Châu. Chính sự đa dạng được đánh giá cao đó mà việc thành lập ban quản lý để bảo vệ Động Châu – khe Nước Trong càng trở nên cấp thiết.