Făgetele seculare în care cresc pe alocuri și impresionante exemplare de alun turcesc, care alternează cu tufărișurile xerotermofile de liliac, mojdrean și scumpie, precum și cu pajiștile de pe stâncăriile calcaroase cu o mare diversitate floristică, sunt habitatele caracteristice ariei protejate, în care pot fi identificatepeste jumătate din speciile de orhidee spontane din România. Habitatele forestiere alături de mozaicul de peisaje creează un cadru prielnic pentru 9 specii de ciocănitori din cele 10 prezente în țară, precum și pentru numeroase specii de insecte. Totodată, această structură și alternanță a habitatelor și existența a numeroase peșteri și avene, fac ca mai bine de două treimi din speciile de lilieci (chiroptere) semnalate în România să își găsească refugiul aici. De asemenea, se remarcă diversitatea mare a speciilor de păsări răpitoare, atât de zi cât și de noapte, majoritatea acestora fiind cuibăritoare în aria naturală protejată, iar altele observate doar în pasaj sau fiind oaspeți de iarnă. Numeroasele abrupturi stâncoase asigură adăpostul unora dintre cele mai însemnate efective cuibăritoare de șoim călător din țară. Zonele sălbatice, greu accesibile, constituie terenurile de vânătoare ale râșilor. Cheile cursurilor de apă bogate în pești, reprezintă habitatul ideal pentru mai multe familii de vidre. Existența peisajului carstic și a unui climat cu un pregnant caracter submediteranean, face posibilă de asemenea și observarea unor specii cum ar fi scorpionul carpatin sau vipera cu corn.
Din 2017, peste 4000 de hectare de făgete din Parcul Național Cheile Nerei – Beușnița, reprezentative la nivel european, fac parte din Patrimoniul Mondial UNESCO.
