Водночас природна рослинність заповідника є надзвичайно багатою і різноманітною. Вона представлена переважно справжніми степами різних варіантів та їх кам'янистими різновидами, а також лучно-степовими, лучними, лучно-болотними та оригінальними чагарниково-деревними комплексами. Тут охороняється 5 степових рослинних угруповань, занесених до Зеленої книги України: формації ковили Лессінга, ковили української, ковили волосистої, ковили найкрасивішої, ковили вузьколистої.

У флорі заповідника нараховується 423 види судинних рослин, серед яких переважають степові та лучно-степові види. Із несудинних рослин у заповіднику зареєстровано зростання 5 видів мохоподібних, 29 - водоростей, 14 - лишайників. Тут зростає також 17 видів грибів.

До Червоної книги України занесено 17 видів рослин (5 видів ковили: волосиста, Лессінга, найкрасивіша, українська та вузьколиста, астрагал шерстистоквітковий, брандушка різнокольорова, шафран сітчастий, сон чорніючий, дрік скіфський тощо), 7 видів рослин, поширених у заповіднику, занесені до Європейського червоного переліку (гвоздика ланцетна, смілка південнобузька, карагана скіфська, перлівка золотолускова і ін.). Ендемічних рослин на території заповідника нараховується 33 види, частина з яких (астрагал одеський, зіновать Скробічевського, гвоздика прибузька та ін.) є вузькими ендемами вапнякового субкомплексу та гранітних відшарувань середнього Побужжя.

У складі флори заповідника зареєстровано також багато регіонально-рідкісних видів, які підлягають особливій охороні у межах Миколаївської області.

Незважаючи на значну господарську освоєність навколишніх територій та наслідки колишнього господарювання в самому заповіднику, його тваринний світ зберіг головні зональні риси. На території заповідника та його найближчих околиць мешкає приблизно 1500 видів безхребетних тварин, з них 158 видів (більше 10%) є рідкісними або регіонально рідкісними і потребують охорони. Більше третини їх занесено до Червоної книги України (ктир гігантський, 16 видів перетинчастокрилих, зокрема, сколія степова, джмелі моховий, лезус, вірменський, глинистий і яскравий, 32 види метеликів і ін.), а до Європейського червоного переліку занесено 8 видів безхребетних (зокрема, сатурнія грушева, товстун багатобугорчатий, дибка степова, плавунець широкий, "явка медична тощо). Близько 40% безхребетних становлять мешканці степу, а решту - різних деревно-чагарникових угруповань, лук, а також види, що не віддають переваги жодному біотопу. Дуже цінним і різноманітним виявився комплекс комах - природних запилювачів рослин (дикі бджоли, джмелі тощо).

Загальна кількість зареєстрованих у заповіднику видів хребетних тварин становить 181 вид: 13 видів земноводних, 4 - плазунів, 142 - птахів, 22 - ссавців. З них 20 видів включено до "червоних" переліків різного рівня (полози чотирисмугий та жовточеревий, шпак рожевий, канюк степовий, лелека чорний, сорокопуд сірий, борсук тощо). Цікавою особливістю є значна щільність популяції полоза чотирисмугого, або Палласового, який трапляється майже на всіх ділянках заповідника, проте перевагу віддає стрімким, місцями кам'янистим і не дуже зарослим чагарниками схилам балок.

Серед птахів є мешканці відкритих просторів та деревно-чагарникових заростей, види-синантропи, а також види, що живляться у степу. Домінують жайворонок польовий та щеврик польовий, численними є чекан лучний, славка сіра, вівсянка садова, припутень та інші, трапляються сиворакша, кам'янка-танцюристка, шпак рожевий та лежень. Ще одна особливість тваринного світу заповідника полягає у значному поширенні тут хижих птахів, насамперед дрібних соколів, лунів, сов. З інших рідкісних видів тут зустрічаються змієїд та орел-карлик.

Серед ссавців переважають дрібні гризуни. Байбак тримається трьома колоніями загальною кількістю близько 100 особин (більшість з них так і залишились мешкати у вольєрі, звідки цих звірів було випущено у степ на початку 80-х років). З хижих ссавців переважає лисиця, зустрічаються ласка, тхір степовий, інколи заходить вовк. З диких копитних в заповіднику мешкає козуля, зустрічається дикий кабан.

Загалом на території заповідника мешкають 11 видів тварин, занесених до Європйського червоного списку, 71 вид тварин, занесених до Червоної книги України.

За складом рідкісних, ендемічних і тих представників флори та фауни, що занесені до Червоної книги України, заповідник "Єланецький степ", безумовно, має велике наукове та природоохоронне значення. Однак не менш важливим є сприймання його як частки ландшафту Правобережжя України, що в природному стані майже не зберігся. Головною і невід'ємною складовою цього ландшафту є тварини та рослини, які поки що не стали рідкісними, але зумовлюють зональну своєрідність регіону, і без них неможливо уявити собі степ. Зберегти цей ландшафт у всій його цілісності - головне завдання заповідника. У ньому є всі умови для відновлення природних рослинних комплексів, реакліматизації деяких рідкісних видів тварин та репатріації окремих степових видів рослин, які були втрачені внаслідок антропогенної трансформації довкілля.

В заповіднику створена одна екологічна стежка довжиною 1,2 км, маршрут якої проходить біля вольєру зоопарку. Відвідувачі мають нагоду ознайомитися з історією появи заповідника, його рослинним і тваринним світом, побачити на власні очі спосіб життя мешканців вольєру. Маршрут по стежці діє з початку квітня до середини жовтня.