Le Massif du Pibeste-Aoulhet présente des milieux naturels extrêmement variés, conséquences de sa situation géographique, de sa géologie et de l’occupation humaine au cours des temps. La raideur des pentes, la présence de falaises escarpées, de vastes forêts constituent autant de zones refuges pour la flore et la faune, avec la présence d’un grand nombre d’espèces prestigieuses et rares.
On y trouve ainsi une exceptionnelle diversité de végétation : 850 espèces végétales ont été recensées sur le massif. Sur le versant sud, on trouve des milieux d’affinité méditerranéenne comme la lande à genêt occidental, la lande à bruyère et à ajonc, la garrigue à thym et les bois de chênes pubescent
Sur le versant nord, une ambiance très océanique marque les végétaux. Sur les versants calcaires, la hêtraie à jacinthe des Pyrénées, dans les ravins encaissés, des forêts de tilleul, frêne, érable et des richesses en fougères, mousses, en lichens et en champignons. En altitude, la végétation est plus rase comme dans les landes à genévrier sabine, les pelouses à laîche toujours vertes. Quelques espèces remarquables du massif : la bartsie en épi, l’orchis fragrans, la renoncule à feuilles de graminée
Même si 27 espèces de mammifères ont été recensées, dont l’isard, le mouflons de Corse et 11 protégées au niveau national (dont 5 espèces de chauves-souris), la réserve naturelle est un refuge pour une avifaune extrêmement riche avec 112 espèces d’oiseaux recensées sur l’ensemble du massif. Parmi elles, 90 sont protégées au niveau national : l’accenteur alpin, le grand tétras, le bruant jaune, le pipit des arbres, le pic mar
Les rapaces sont les fleurons du massif : 22 espèces sont présentes régulièrement sur la réserve naturelle, 18 sont nicheuses, dont 7 des 13 les plus menacées en France dont le percnoptère d’Égypte, le vautour fauve, le gypaète barbu, le circaète Jean Le Blanc, le milan royal.