这里生长有乔木树种达500多种，有被称为活化石的银杏、鹅掌楸等多种珍稀树种，并保存林麝、猕猴、香獐、华南虎、野牛、熊、豹、白猴等许多古老的野生动物。保护区内还有乡水河瀑布、小七孔、溶洞群、鸳鸯湖、大七孔、瑶族风情等景观。

茂兰喀斯特森林是目前我国乃至世界上罕见的中亚热带喀斯特原生性较强的残存森林。该区由森林和喀斯特地貌组合形成的生态系统，包含着复杂而深奥的科学内容，它不仅是科学工作者研究喀斯特森林、植被、动物、土壤、气象、水文地质以及生态环境等自然科学的博物馆，而且它以独特的喀斯特自然景色给人以美的享受。

茂兰自然保护区由于地理位置特殊，气候温暖湿润以及受喀斯特地质地貌的影响，形成丰富多样的小生境。在不大的窨范围内，既有岩石裸露、气候变化大的石芽，崩塌的大石块干旱生境，也有土层相对深厚、营养元素丰富、有机质含量较高、气候变幅小的石沟、石缝湿润肥沃生境；既有阳光充足的明亮生镜，也有直射光难以到达的阴暗生境。山洼漏斗底部呈现湿度大、温度低、变幅少、日照少、静风的生境，而在山脊暴露部位则出现湿度低、温度高、日照强、风大的生境。小生境的多样性导致植物群落物种丰富及生态系统结构复杂。从旱生植物到湿生植物，喜光植物到耐阴植物，草质藤本到木质藤本，生态幅度大的植物到严格喜钙植物都有分布。茂兰自然保护区的自然景观，可分为地貌景观和水文景观两大类。