八大公山國家級自然保護區屬於森林生態類型自然保護區，是以保護亞熱帶常綠落葉闊葉林和野生動物為主的森林生態系統類型自然保護區。 八大公山保護區管轄的重點生態公益林有23468公頃，分天平山、杉木界、鬥篷山三大林區，木材蓄積量為110萬立方米，森林覆蓋率達93.4%，是亞熱帶地區保存最完整、面積最大的天然常綠闊葉林，並具有獨特的亞熱帶山地森林生態系統特點。
植物
八大公山國家級自然保護區區內植物種類豐富，據調查統計，有高等植物216科2408種。其中，屬國家Ⅰ級保護野生植物有珙桐、光葉珙桐、南方紅豆杉、紅豆杉、鐘萼木、銀杏等6種；屬國家Ⅱ級保護植物29種；瀕危植物2種；漸危植物21種；稀有植物16種；模式標本產地物種5種。上述屬科植物中，有藥用植物1000余種，其中，有被譽為“四大藥王”的烏金七、金盤七，還有竹節人參、天麻、黃蓮、七葉壹枝花等壹大批珍貴藥材。還是桑植椴、桑植吊石巨苔、桑植大節竹、修葉啼蓋蕨、邊生鱗毛蕨等5種植物新種的模式標本產地。 八大公山屬於泛北極植物區，中國—日本森林植物亞區的華中區。植被組成以熱帶亞洲植物區系、北溫帶植物區系、東南亞植物區系，以及東亞——北美植物區系為主要成分。植被不僅具有北亞熱帶的典型特點，而且，還明顯反映出亞熱帶向暖溫帶過渡的特征。是東亞兩大植被區系重要交匯區域，具有極為重要的植物地理學研究價值。分布有中國種子植物屬15個地理分布類型中的14個，含5個植被型組、9個植被型、13個植被亞型、19個群系組，26個群系、36個群叢 。由於地形復雜 ，山勢高差大，生態環境在空間形成多個梯度，植被具有明顯的植物分布帶。通過30塊標準地27325平方米樣地調查結果表明：基帶典型植被屬於中亞熱帶山地常綠闊葉林；海拔1000米以上則為常綠、落葉闊葉混交林；山脊部為山頂矮林、喬木樹種普遍矮化。據樣地調查，其主要類型有：以鐵杉屬為主的針闊葉混交林（海拔1500米左右）；以原生型杉木林為主的暖性針葉林（海拔1220米）；以亮葉水青岡林為主的落葉闊葉林（海拔1400-1890米）；常綠、落葉闊葉林(海拔1000-1400米左右)如：地錦槭（多脈青岡是這個地帶的頂極群落的主要群種）；常綠闊葉林（1000米以下）。
動物
八大公山國家級自然保護區有陸地脊椎動物21目64科237種，其中獸類8目20科45種、鳥類9目27科135種（留鳥97種、夏候鳥20種、冬候鳥18種）、爬行類2目10科39種（毒蛇3種）、兩棲類2目7科18種；有昆蟲22目177科4175種（其中新種34個、天敵昆蟲12目58科411種）。
區內有國家重點保護和珍貴瀕危動物15目28科86種，屬國家壹級保護的有金錢豹、雲豹、林麝、白冠長尾雉、金雕等5種，二級保護的有獼猴、毛冠鹿、蘇門羚、水鹿、大鯢、紅腹角雉等51種，省重點保護的20種、八大公山保護區特有種12種。1991年聯合國野生動物基金會專家從糞便、足跡上判斷，認定保護區內有華南虎。