Природа заповедника уникальна, богата и разнообразна. Это заболоченные равнины с бесчисленным количеством озер. В формировании рельефа огромную роль играет многолетняя мерзлота, мощность которой местами достигает 2-3 метров. Мерзлота способствует сильному увлажнению территории, поэтому верховые болота (мари) распространены в заповеднике, и составляют одну из его главных ценностей. Самые крупные реки – Селемджа, Нора и Бурунда – относятся к типу горно-таежных со скоростью течения до 3 м/сек., с чередованием плесов и стремительных перекатов. Реки Червинка и Бурундушка – равнинные, отличаются медленным течением. Среди них встречаются водоемы термокарстового происхождения.
ФЛОРА
Территория заповедника расположена в переходном районе, где сходятся зоны светлохвойных (средняя тайга) и широколиственных лесов (южная тайга); это переходный район, где встречаются сибирские, охотские и маньчжурские виды растений. Присутствуют болотный, лесной, кустарниковый и луговой типы растительности. Господствующий тип - болотный. Наибольшее распространение имеют лиственнично-моховые мари и труднопроходимые кочкарники, занимающие огромные пространства в равнинной южной части заповедника. Среди мхов преобладают зеленые и сфагновые. Часто встречаются сплошные заросли болотного багульника, березы кустарниковой и Миддендорфа (ерник). На болотах в изобилии растет клюква и голубика. Лесная растительность занимает около 54% площади заповедника. Основные лесообразующие виды - лиственница Гмелина (даурская) и береза белая. Весной в лиственничных лесах расцветает даурский рододендрон, осенью созревает брусника. Под пологими деревами формируется покров из мхов и папоротников; здесь же растет высокая лиана - китайский лимонник. Такие леса занимают, в основном, речные острова и полуострова. Они образуют отдельные некрупные, но очень живописные массивы. В южной части заповедника произрастают парковые леса маньчжурского типа - из черной березы. Кустарниковая растительность представлена таволгой, жимолостью, ивами, шиповниками, среди луговой - злаки, полыни, хвощи, земляника, ирис, и другие. Весьма своеобразна скальная растительность с ее уникальным эндемиком (видом) камнеломкой селемджинской (травянистый многолетник с коротким корневищем), найденной только в устье реки Нора. Поймы рек поражают своим богатством и разнообразием. Именно здесь отмечено большинство представителей флоры - липа даурская, клен приречный, ильм лопастной, барбарис амурский, лунносемянник даурский, а также элеутерококк колючий, не уступающий по целебным качествам своему знаменитому родственнику - женьшеню. Встречаются растения, занесенные в "Красную книгу" - водяной орех, башмачок крупноцветковый, адлумия азиатская, погония японская, ирис гладкий, пион обратнояйцевидный ("Марьин корень"), много региональных редких видов, таких как лилии Буша и пенсильванская, кубышка малая и других. Всего во флоре заповедника насчитывается 513 видов сосудистых растений (около 25% видового состава Амурской области). Почти всю остальную часть ООПТ занимают болота, контактируя с участками заболоченных лиственничников и образуя уникальный маревый ландшафт. Ещё одна необычная особенность здешних болот – близость к поверхности многолетней мерзлоты (лежит на глубине 50-70 см). Луга, приуроченные к поймам рек, составляют 2-3% территории, а скальная и водно-прибрежная растительность и того меньше. На территории заповедника произрастает 11 видов растений, занесенных в региональную Красную книгу, и 5 – в Красную книгу РФ
ФАУНА
На территории заповедника отмечено обитание 310 видов позвоночных животных. Из них млекопитающих – 38 видов, птиц – 232 вида, рыб – 31, амфибий – 5, рептилий – 4. В заповеднике проходят границы 4-х фаунистических комплексов, таёжные животные сосуществуют с животными хвойно-широколиственных лесов. Для животного населения Норского заповедника характерно смешение 4-х типов фаун - восточносибирского, охотского-камчатского, дауро-монгольского и маньчжурского. Многие виды находятся здесь на границе ареала. Из позвоночных животных наиболее многочисленны в заповеднике сибирский углозуб, дальневосточная лягушка и квакша, красно-серая полевка, восточноазиатская мышь, белка, бурундук, соболь, сибирская косуля, лось, бурый медведь. Из видов интродуцентов, в реках и озерах обитают акклиматизированные в 50-х годах американская норка и ондатра. Ихтиофауна включает виды из разных фаунистических комплексов бассейна Амура. Многочисленны щука, ленок, таймень, сом, жерех, голец; озера богаты карасем, среди которых нередки экземпляры более 40 см длиной. На нижнее и среднее течение р. Нора приходится самый северный участок ареала видов рыб индийского (косатка-скрипун) и китайского (конь-губарь) равнинных комплексов. Из древней верхнетретичной группы здесь известна калуга.
Норский заповедник – прекрасное местообитание для водных и околоводных птиц. Здесь самая разветвленная сеть рек и озер во всей области. Поэтому заповедник становится пристанищем для многих птиц в их Великих кочевках с летних на зимние места обитания и обратно. Гуси, утки, два вида журавлей – стерх и серый – встречаются здесь на пролете. Но для многих водоплавающих заповедник – «дом родной». Здесь гнездится гусь-сухонос, обилие рыбы привлекает сюда бесстрашного крылатого рыбака – скопу, птица, которая селится только вблизи чистых рек, озер и питается исключительно живой рыбой, населяющий прибрежные леса вблизи богатых рыбой и околоводной птицей водоемов; орлана-белохвоста, рыбного филина, из-за своего пристрастия к рыбе перешедшего на дневной образ жизни. Очень редкий вид, сокращающийся в численности и встречающийся только на Дальнем Востоке и другие виды. А еще в заповеднике обитает самый могучий из наших орлов – беркут, называемый за свой окрас золотым орлом и самая большая из российских сов – большая неясыть. Но особенное место в заповеднике занимают журавли и аисты. Здесь обнаружены самые северные места гнездования японского журавля и дальневосточного белого аиста, обитает обособленная популяция черного журавля, за свой окрас и скрытность именуемого «журавлем-монахом». Но особенно удивили ученых результаты исследования черного аиста – одной из редчайших птиц Земли. Как выяснилось, в Норском заповеднике наибольшая плотность обитания этой птицы во всем мире. Изучение и охрана журавлей и аистов – одна из основных задач Норского заповедника.
Но главной ценностью Норского заповедника является то, что на его территории охраняется одна из крупнейших в мире мигрирующая популяция сибирской косули, ради которой во многом и был создан заповедник. На других территориях косуля ведет в основном, оседлый образ жизни, а селемджинская популяция, использующая заповедник как место летнего обитания и отела, в середине-конце сентября уходит с этой территории. При этом наблюдается уникальное явление – массовые переправы животных через реку Нора. Пути миграции косуль из года в год одни и те же. Весной они движутся в обратном направлении по тому же маршруту, что и осенью. Необъяснимое волнение неведомо зачем толкает их в дорогу. Охрана путей миграции и мест отела сибирской косули в заповеднике позволит сохранить уникальность генофонда этого мигрирующего экологического типа, т.к. со строительством Байкало-Амурской железной дороги резко возросло антропогенное воздействие, начались промышленные заготовки леса и добыча золота. При этом уничтожаются не только места обитания животных, но и идет прямое их истребление. А в то время на смену косуле с прилегающих к заповеднику гор спускается могучий великан – лось. Это – настоящий вездеход, которому нипочем ни снег, ни болота. В Норский заповедник лося привлекает большое количество молодого подроста березы и осины, которые выступают основным кормом этого зверя в зимний период.