Бузулукский бор лежит на границе двух климатических зон: лесостепной и степной.
В бору насчитывается до 20 разных типов леса. Особенно характерны лишайниковый, мшистый и припойменный сосняк, травяной бор, сложный бор и другие.
Массив бора, занимающий территорию более ста тысяч гектаров, содействует обогащению влагой приземного воздуха.
Растительный мир бора отличается большим разнообразием, В нем более 650 видов растений. Отдельные участки заняты смешанными насаждениями: встречаются дубовые и березовые рощи, липовые, кленовые, вязовые, осиновые, ольховые и другие лесные сообщества.
В заповедных лесах бора растут сосны, достигающие более 35 метров высоты. Встречаются деревья, из которых можно выпилить три семиметровых бревна, не имеющих сучков. Известны трехсотлетние сосны с длиной окружности ствола более четырех метров, Одно такое дерево может дать 25 кубометров дров.
В Бузулукском бору встречается 39 видов млекопитающих, 144 вида птиц, 8 видов пресмыкающихся, 4 вида земноводных, 23 вида рыб и около 800 видов насекомых. За последние годы в бору развелось очень много лосей. Животные находятся под охраной.
С 1935 года в бору снова появились давно исчезнувшие косули. Разводятся также пятнистые олени. Постоянными обитателями бора считаются барсук, лисица, светлый хорек, горностай, ласка, белка, заяц-беляк, реже — куница, много глухарей и тетеревов-косачей. Из степных животных сюда проникли суслик рыжеватый, слепушонка, стрепет, лунь степной, чекан-каменка и другие.
Бор отличается контрастами растительного и животного мира. Тайга, тундра и степь здесь как бы слились в одно целое. Под сводами вековых сосен, рядом с густыми опахалами папоротника и синими лесными колокольчиками колышутся метелки степных обитателей — ковылей, кермеков и полыни, По соседству с ними приютился лишайник суровой тундры — олений ягель. Вьющийся хмель оплетает кусты терновника и калины. На обширной поляне в траве прячется рыжеватый суслик, а высоко на ближайшей сосне прыгает белка.
В хвойных насаждениях растут лесная земляника, клубника и степная вишня. Обычными считаются лесная малина, костяника, ежевика, калина, рябина, красная и черная смородина, шиповник, черемуха, бересклет бородавчатый, дающий гуттаперчу, остролистный клен и другие.
Здесь разводят некоторые деревья из других географических областей, например, сибирскую лиственницу. Она растет быстрее сосны и ежегодно дает прирост свыше метра. Интерес представляет дальневосточный орех, являющийся ценным сырьем для столярных изделий. Прижились в бору и морозостойкие растения — амурская акация, сибирская пихта и другие.