鼎湖山国家级自然保护区主要保护对象是珍贵的南亚热带地带性植被——季风常绿阔叶林及其丰富的生物多样性。

南亚热带季风常绿阔叶林，森林茂密，终年常绿，各种植物组成一个层次分明的大家庭，第1-3层由乔木组成，最高的锥栗等可高达30米；第4层为灌木；第5层为草本及苗木层。在巨树苍老的树枝上，攀附着粗大的买麻藤等木质藤本，倒悬垂挂着瓜子金等附生植物。其它种如茎花植物、绞杀植物、板根植物等各得其所，竞争向上。

这种森林类型结构复杂，物种丰富，至今有近400年的保存历史（也就是说保存完好），是代表本地带最高生产力水平的地带性植被类型。何谓最高生产力水平，我的理解是森林里面的所有植物经过多年长期选择、磨合（包括种类、位置、姿势、根系分布、元素利用等方面），从而达到整体和个体都长期最大、最有效地利用光能合成有机物的程度。

素有“活的自然博物馆”和“绿色宝库”之称的鼎湖山（“物种宝库”，“基因储存库”），是华南地区生物多样性最富集的地区之一，具有高等植物2500多种，约占广东省植物总数的四分之一，其中有野生高等植物2291种、栽培植物564种。含蕨类植物39科78属148种、裸子植物8科14属23种、被子植物97科688属1822种。保护区内分布着23种国家重点保护野生植物，其中有与恐龙同时代、被称为活化石的古老孑遗植物桫椤，材质坚硬耐腐蚀的格木等。华南特有种及模式产地种有30多种。属于藤本植物的有351种，附生植物80种，寄生植物16种。各种野生资源植物丰富，其中优良用材树种320种；药用植物1049种；油脂植物185种；保健饮料植物12种；淀粉植物45种；适于园林绿化观赏的植物340种；果蔬20多种。在鼎湖山植物名录上能找到以鼎湖命名的植物有13种：鼎湖血桐、鼎湖念珠藤、鼎湖杜鹃、鼎湖越秸、鼎湖钓樟、鼎湖合欢、鼎湖耳草、鼎湖山矾、鼎湖紫珠、鼎湖青冈、鼎湖毛子蕨、鼎湖冬青、鼎湖白珠树。

鼎湖山微生物种类繁多，已鉴定的大型真菌有601种，分属4纲，19目，46科，160属。包括食用菌140多种，药用菌近100种，毒菌40多种。已发现的最大真菌个体是本乡鹅膏，菌盖展开达30厘米，重700克。

多样的生态环境和丰富的植物资源为野生动物提供了良好的栖息环境和充足的食源，因而鼎湖山野生动物种类亦丰富，有鸟类275种（含亚种）、兽类43种、爬行两栖类81种，已鉴定的昆虫980种，其中蝴蝶类117种、白蚁15种。属国家重点保护的野生动物有苏门羚、穿山甲和小灵猫等32种。另采集的土壤动物标本包括圆型动物门到脊椎动物门，分属于188科（线虫纲除外）。