Острова Врангеля и Геральд обладают самым высоким в Арктике видовым богатством флоры и фауны. Здесь смешались типично арктические и относительно южные - азиатские и американские таксоны. Среди растительных сообществ представлены реликты плейстоцена, местами имеющие ландшафтообразующее значение; поэтому ландшафты островов из всех существующих наиболее близки к древним плейстоценовым.

На островах представлены уникальные типы растительных сообществ и эндемичные типы почв; насчитывается около 40 эндемичных видов и подвидов сосудистых растений, насекомых, птиц и млекопитающих (леммингов). Часть из них имеет реликтовый характер и относится к наиболее малочисленным на Земле видам.

Острова и их акватория - ключевая территория для целого ряда редких и особо охраняемых видов животных и птиц. Здесь находятся крупнейшие в восточной Арктике птичьи базары.