夏尔希里自然保护区内野生植物有1676种，分属81科513属，其中有红门兰、斑叶兰等珍稀兰科植物以及蒙古黄芪、雪莲、紫草、梭梭、甘草、肉苁蓉等国家重点保护植物60余种，还蕴藏着繁多的食用、药用、观赏、芳香、固沙、蜜源、纤维植物等植物资源，其中有许多种类是重要的生物物种基因库，据初步调查，保护区约有陆栖动物和鸟类179种，其中属 国家重点保护的动物有35种：主要为雪豹、北山羊、棕熊、猞猁、马鹿、盘羊、苍鹰、草原雕、雪鸡、雕鸮、短耳鸮等，保护区是珍稀、濒危野生动植物的天然分布区，同时这里又是中国新疆西北部重要的鸟类迁徙地、繁殖地、越冬地，成为我国一座独特的生物基因宝库。