У минулому Поліська місцевість була ще більше заболоченою із суцільним бездоріжжям і непрохідними хащами з грузькими болотами. З часом її природні екосистеми зазнавали антропогенного впливу. У роки війни значні площі лісів були вирубані і спалені, а в 60-ті роки землі заповідника зачепила осушувальна меліорація, що, звичайно, не могло не вплинути на місцеву природу.
У Поліському заповіднику представлені як типові для Полісся рослинні угруповання, так і унікальні, які не зустрічаються ніде в Україні. До останніх належать, зокрема, бідні бореальні (північні) угруповання - частково лісові та частково болотні.
З давніх-давен на цій території Полісся переважали соснові ліси, які ніші займають 77,1 %, березові - 16,8 %, а вільхові та інші - 6,1 % площі покритих лісом земель.
Розподіл рослинних угруповань на території Полісся визначається глибиною залягання ґрунтових вод, тобто розміщенням ценозу на певному елементі рельєфу: на піщаній дюні, її схилі, у міждюнній улоговині тощо. Привершшіні ділянки піщаних дюн зайняті лишайниковими борами (біломошниками), рідкісними для України. Сосни тут низькі, у віці 50-70 років мають висоту не більше 10 м. Ґрунтозахисне значення цих угруповань значне, хоч ці ценози і вважаються найбіднішими на Поліссі.
На більш понижених ділянках рельєфу сформувалися соснові ліси з чорницею, брусницею, вересом та зеленим мохом. У міждюнних улоговинах ростуть сосняки довгомошні та сфагнові. В заплавах річок зосереджені березові та березово-вільхові ліси, подекуди з домішкою осики. У південно-східній частині заповідника є ділянки осикових, дубових і дубово-соснових лісів.
Переважають на Поліссі типові поліські болота, більшість яких належить до мезотрофних. Загалом площа боліт і заболочених лісів становить близько 5 тис. га. Це насамперед рідколісні осоково-сфагнові болотні комплекси. Унікальними є опуклі оліготрофні болота, де домінують сфагнові мохи. На болотному масиві Спуди в південній частині Перганського лісництва ростуть льодовикові реліктові та арктобореальні види, зокрема шейхцерія болотна та журавлина дрібноплода.
Флора Полісся налічує 604 види вищих судинних рослин, 139 - мохів, десятки видів лишайників, грибів та водоростей. Надзвичайне значення має Поліський природний заповідник для збереження фіто-гепофонду рідкісних видів рослин, занесених до Червоної книги України. Тут росте 1.7 таких видів вищих рослин, а два види (козельці українські та смілка литовська) занесені до Європейського червоного списку.
Серед рідкісних видів найчисленнішими є представники родини орхідних - гудайєра повзуча, пальчатокорінники Фукса, Траунштейнера і травневий, любка дволиста; родини плаунових- діфазіаструм сплюснутий, плаун колючий, лікоподієла заплавна.
Значну наукову цінність становлять реліктові види: верби лапландська і чорнична, шейхцерія болотна, осока багнова, шолудивник королівський. У заповіднику охороняються також водяний горіх плаваючий, росичка проміжна, ситник бульбистий, журавлина дрібноплода.
У заповідній флорі багато цінних лікарських рослин: цмин пісковий, звіробій, брусниця, чорниця і такий тайговий вид, як мучниця, або ведмеже вухо.
До Зеленої книги України занесено 10 рослинних угруповань: 4 лісових, 2 болотних та 4 водних. З лісових угруповань охороняються соснові ліси чорничні та зеленомохові - типові для Українського Полісся, соснові ліси плаунові, а також соснові ліси ялівцеві – рідкісні лісові угруповання, які на території країни знаходяться на крайній межі свого поширення. Серед болотних рослинних угруповань збереглися сосново-сфагнові опуклі верхові болота з журавлиною дрібноплодою та рідкісні реліктові шейхцерієво-сфагнові. Значного поширення в заповіднику набули водні угруповання з участю водяного горіха плаваючого, лілії білої, глечиків жовтих та їжачої голівки малої. Звичними тут є зустрічі з ссавцями (лось, косуля, олень благородний, кабан дикий, лисиця, куниця лісова, бобер річковий, білка звичайна, заєць-русак, тхір лісовий, ласка та їжак звичайний); птахами (лелека білий, куріпка сіра, крижень, чирок-тріскунок, тетерів, шуліка чорний); плазунами (вуж звичайний, гадюка звичайна, черепаха болотяна, ящірка прудка); земноводними (тритон гребінчастий, часничниця, жаби озерна, ставкова і трав'яна); рибами (щука, сом, лин, в'юн, в'язь, минь).
На території Полісся багато рідкісних видів тварин. До Червоної книги України з птахів занесено: лелеку чорного, журавля сірого, сову бородату, сича волохатого, сичика-горобця, глухаря, підорлика малого, змієїда; із ссавців - борсука, горностая, рись європейську, видру річкову, зайця-біляка; з риб - міногу українську. Якщо для зайця-біляка цей регіон України є крайньою південною межею поширення, то гніздування лелеки чорного і глухаря свідчить про наявність тут глухих лісових масивів - куточків справді дикої природи.
Є на Поліссі і види тварин, що занесені до Європейського червоного списку. Зокрема, це вовчок ліщиновий, вовк, видра, рись, деркач, мінога українська та мурашка руда лісова.
Усі занесені до Червоної книги України види птахів та видра річкова із ссавців входять і до групи видів тварин, що потребують охорони за Конвенцією про охорону дикої флори і фауни та природних середовищ існування в Європі (м. Берн, 1979 рік). Крім них, на території заповідника трапляються ще десятки видів, які потребують такої самої охорони за цією Конвенцією, проте в нас є звичними. Бернська конвенція бере під охорону цілі систематичні групи птахів (з рослин у заповіднику особливої охорони за Конвенцією потребують лише сон розкритий та водяний горіх плаваючий): ряди соколо- та совоподібних, родини ластівкових, плискових та синицевих, а також окремі види (вовк, лелека білий, черепаха болотяна, ящірка прудка та інші).
Нове дихання Поліський заповідник дістане з розширенням його на територію Словечансько-Овруцького кряжу - реліктового центру теплолюбних центральноєвропейських видів рослин, які ростуть у поширених там дубово-грабових та дубово-соснових лісах, а також із включенням до його складу багатьох цінних прилеглих боліт.
На території Полісся проводяться наукові дослідження флори і фауни, у зв’язку з радіоактивним забрудненням території після аварії на Чорнобильській АЕС 1986. Функціонує музей природи.
Особливості рослинності поліського куточка обумовили і характер його флори. Флора - це сукупність видів рослин, які зростають на певній території. За попередніми даними авторів можна твердити, що флора тут досить багата і нараховує 700-800 видів судинних. Аналіз виявлених нами видів показав, що основу флори Полісся утворюють, крім видів із широким ареалом, північні, або бореальні види (вони отримали свою назву від імені бога північного вітру Борея із грецької міфології. До них належать типові види соснових лісів та боліт Полісся. Деякі з них згадувалися ними при характеристиці цих типів рослинності. В їх складі є і низка рослин, які все рідше зустрічаються в них лісах та на болотах. Серед лісових - це мучниця звичайна, котячі лапки дводомні, зимолюбка зонтична та багато інших, на болотах - росичка круглолиста, андромеда багатолиста, образки болотні, ринхоспора біла та інші.
Досить значну групу у складі флори становлять види так званої неморальної світи - рослини, що зростають у широколистяних лісах. Ці види мають здебільшого європейські ареали: граб звичайний, копитняк європейський, осока волосиста, яглиця звичайна, купина багатоквіткова, вороняче око та багато інших. Значною на Березнівщині є група видів, які поширені в Центральній Європі і знаходяться тут на східній межі свого ареалу. Це - кадило сарматське, фітеума колосиста, клопогін європейський, осока трясучковидна, малий комонник зігнутий тощо. Багато з них є рідкісними і увійшли до списку регіональне рідкісних рослин.