保护区有国家Ⅰ级保护动物4种：黑鹳、遗鸥、金雕、白尾海雕，Ⅱ级保护种类14种：疣鼻天鹅、大天鹅、灰鹤、鸢、燕隼、红隼、纵纹腹小号、鹗、白头鹞、白尾鹞、荒漠猫、猞猁、兔狲、鹅喉羚。保护区内被列入国家保护植物的11种，其中，国家Ⅰ级保护的植物种类有裸果木、和绵刺两种；国家Ⅱ级保护的种类有8种：中麻黄、沙拐枣、斧翅沙芥、梭梭、华北驼绒藜、蒙古扁桃、黄芪、肉苁蓉；国家Ⅲ级保护植物有：胡杨。

4.脆弱性   

保护区地处温带大陆性干旱区，气候寒冷、干燥，降水少，蒸发量大，降水量与蒸发量比为1：18，年相对湿度仅为52%，气候条件对湿地生态系统水分因子的维护十分不利，自身生态恢复能力相对较差。其次，湿地保护区呈狭长带状分布，保护区周边被居民点、道路、农田所包围，生产生活区域与湿地之间的缓冲余地较小。同时，由于近年来人地矛盾紧张，周边地区围垦、放牧等一系列不合理的资源开发活动，导致湿地面积萎缩，湿地生态功能下降，而工农业生产造成对湿地的各类污染也在加剧，这些都对黑河湿地生态系统的健康和稳定性构成了严重的威胁。

5.特殊性

张掖黑河湿地自然保护区独特的自然地理位置决定了其生态地位的特殊性，主要体现在以下几个方面：一是地处甘肃省河西走廊的“蜂腰”地带，是我国西北地区自然保护区网络的重要节点；二是我国三条候鸟迁徙路线之一的中段，许多珍稀濒危候鸟将此区域作为迁徙途中的重要停歇地和中转站；三是处于西北干旱区，湿地的保护对维护整个绿洲生态系统的稳定和社会经济发展起到至关重要的作用；四是位于我国第二大内陆河-黑河流域中游，黑河流域是我国以防风固沙为主导生态功能的重要生态功能区，保护区南接祁连山脉，北连内蒙古额济旗，对保证下游航天基地乃至全流域生态安全，遏制沙尘暴发生具有十分重要的意义。

6.自然景观的独特性

黑河湿地具备独特的景观资源。芦苇湿地是保护区内最主要的湿地景观型，也是湿地系统内最重要的生物资源，不但为许多水生生物的生长发育提供了优良的环境，也是很多水鸟和迁徙鸟类取食、庇护和繁殖的场所，初春、深秋时节，治理黄鸭悠然戏水、大雁放声嘶鸣、黑鹳翩翩起舞，呈现出碧波荡漾、鱼跃鸟鸣的和谐美好湿地景观；分水时节，远远望去，众多的湖泊湿地，犹如一面面明镜，镶嵌在大地间，呈现出醉人的蔚蓝色；走进观看，湖内波光粼粼，水田相接，水草丰美，成为人间的仙境，鸟类的天堂。

7.科研潜力   

张掖黑河湿地自然保护区湿地资源丰富，类型多样，天然性良好，生长着大面积的盐生草甸、沼泽草甸、沼泽、荒漠草原等地带性植被。保护区生境类型多样，野生动植物资源非常丰富，是西北地区为数不多的典型湿地生态系统，因此，保护区是干旱地区湿地形成、发育和演替，珍稀野生动植物种群生态学、群落生态学、湿地生态系统服务功能、稳定性及生态效益评价等研究的重要场所和天然实验室，具有重要的科研价值。

近年来，黑河流域中下游地区已成为北方沙尘发源地之一，通过建立保护区，采取有效措施，防止地表植被的退化，可以部分阻断输入兰州乃至西部的沙尘，对于西部和省城的生态安全具有重要意义。

湿地是水陆相互作用形成的特殊自然体，具有巨大的水文和元素循环功能，被誉为“地球之肾”，因具有巨大的食物网、支持多样性的生物而被看作是“生物超市”，是自然界最具生产力的生态系统和人类最重要的生存环境之一。黑河流域及其丰富的生物多样性对维持当地的生态平衡、涵养水源、蓄洪防旱、调节气候和补充地下水等方面均起着重要作用。