Тарбағатай – еліміздің биоалуантүрлілігі ең бай өңірлерінің бірі. Мұнда: 1640-қа жуық өсімдік түрі өседі, оның 35 түрі Қазақстанның Қызыл кітабына енгізілген. 376 омыртқалы жануар түрі мекендейді, олардың 42 түрі Қызыл кітапқа енген.
Бұл өңір 169 эндемикалық өсімдік түрімен ерекшеленеді. Сондай-ақ ителгі, бүркіт, қарақұс, дуадақ және үкі сияқты сирек құстардың маңызды мекені саналады.
Бүгінде ұлттық парк табиғатты қорғау, ғылыми зерттеу, экологиялық ағарту және экотуризмді дамыту бағытында жүйелі жұмыстар жүргізіп, өңірдің табиғи мұрасын келер ұрпаққа сақтауға үлес қосып келеді.
