保护区内已知各种陆生野生动物共25目51科149种（包括亚种）。有国家一级保护鸟类2种，国家二级保护鸟类16种，国家二级保护兽类3种。有昆虫纲的昆虫140科，436种，蜘蛛纲的蜘蛛7科13种，蟥类5科17种。

如动物荒漠猫、鹅猴羚，黑鹳(国家一级保护动物)等在西北地区分布已很少，还有许多国家二级保护动物，如斑嘴鹈鹕、白琶鹭，白额雁、天鹅、大鸨，鸳鸯，草原雕，猎隼，衰羽鹤，兔狲等，所有这些占全区分布的国家重点保护动物(51种)的41%。各类植物507种，分属76科，76属。野生植物54科173属，323种，栽培植物46科184种有国家重点保护植物沙冬青1种，药用和经济价值较高的植物有麻黄，甘草、苦豆子等。

哈巴湖自然保护区是干旱、荒漠地区少有的，具有代表性的自然综合体和比较完整的自然生态系统，具有重要的教学和科研价值。同时保护区内文物古迹众多，山川沙海兼有，具有很高的旅游开发价值。旅游区内数万亩林木郁郁葱葱，排列整齐，千亩芨芨林随风婆娑起舞，煞是迷人。大小湖泊点缀其间，湿地纵横，经年不尽，是消夏避暑、休闲度假的绝好去处。