区内有植物26科35属36种，主要乔灌树种有旱柳、杠柳、枸树、苦楝等；主要草本植物有芦苇、碱蓬、蒿类等。有野生动物5纲22目47科87种。其中鸟类中有国家一级重点保护动物黑鹳、大鸨，国家二级保护动物大天鹅、灰鹤、红隼、长耳鹗等8种，有省重点保护鸟类苍鹭、赤麻鸭、绿头鸭等8种；兽类有黄鼬、刺猬等；水生动物有草鱼、白鲢、鲤鱼、螃蟹等；两栖爬行类有蟾蜍、青蛙、蜥蜴、蛇类等。

卤阳湖湿地资源在国际上具有重要影响力。根据《拉姆萨尔湿地公约》，如果一块湿地内栖息着一个水禽物种种群1%或以上的个体，就应被认为具有国际重要意义。据统计，长嘴剑鸻、鹤鹬和黑翅长脚鹬等至少三种鸻鹬类的栖息地就在卤阳湖，是水鸟迁徙途径的一处国际重要湿地，这里是成千上万的水鸟补充能量和体力的重要停歇地。