В заповеднике и национальном парке Большой Гобийский под защитой находятся различные виды животных и растений, характерных для пустынного экосистемы Гоби. Среди животных, защищаемых в этом районе, можно назвать гобийского барана, гобийского песчанника, ржавокрылого песчанника, кустарникового песчанника, а также различные виды грызунов, ящериц, птиц и насекомых. Среди растений, под защитой в этом районе находятся различные виды археоботанов, такие как саксаул и саксауля покрытолистного. Кроме того, в заповеднике и парке Большой Гобийский также обитают многие другие редкие и уникальные виды флоры и фауны.