Trong khu vực có tập hợp đá mẹ và mẫu chất rất đa dạng đã tạo ra một quỹ đất rất phong phú. Theo tài liệu địa chất khoáng sản Đông Nam Bộ (ĐNB) (Nguyễn Đức Thắng, 1986) cho thấy trong KBT có các nhóm, loại đất chính sau:
3.4.1. Nhóm đất đen
Đất đen hình thành trên sản phẩm phong hoá của đá bọt bazan. Tầng đất hữu hiệu thƣờng rất mỏng, lẫn nhiều kết von hoặc mảnh đá. Trên bề mặt đất có nhiều tảng đá lộ đầu lớn, gây trở ngại lớn cho sản xuất nông nghiệp và giao thông. Đất có thành phần cơ giới nặng, từ thịt trung bình đến thịt nặng, hàm lƣợng sét vật lý khoảng 40-50%. Đất có chất lƣợng tƣơng đối cao giàu lân, chất hữu cơ, đạm nhƣng nghèo kali và lân dễ tiêu. Trong KBT có loại đất nâu thẫm trên bazan (Ru), phân bố diện tích nhỏ ở TK 13A (xã Phú Lý).
3.4.2. Nhóm đất xám
Đất đƣợc hình thành chủ yếu trên phù sa cổ, một số hình thành trên đá phiến sét, phân bố trên các dạng địa hình đồi. Đất có thành phần cơ giới nhẹ (thịt pha cát), với hàm lƣợng sét vật lý khoảng 34-36%, thoát nƣớc tốt. Đất chua, có độ phì nhiêu tƣơng đối kém. Hàm lƣợng mùn, đạm, lân, kali trong
đất thấp. Trong KBT có loại đất xám gley (Xg) phân bố tập trung khu vực Bà Hào thuộc các TK105, 108, 110, 114.
3.4.3. Nhóm đất đỏ
Đất hình thành chủ yếu trên đá bazan, phù sa cổ và đá phiến sét. Đất đỏ trên bazan là loại đất có chất lƣợng vào loại tốt nhất trong các loại đất đồi núi ở nƣớc ta. Đất có thành phần cơ giới nặng, tầng đất hữu hiệu thƣờng rất dày > 100 cm. Tƣơng đối giàu chất hữu cơ, đạm tổng số và lân tổng số nhƣng tƣơng đối nghèo các cation kiềm trao đổi, đất chua, nghèo kali và lân dễ tiêu. Trong KBT có 3 loại đất thuộc nhóm này gồm: đất nâu vàng trên phù sa cổ (Fp) có diện tích nhiều nhất, phân bố tập trung ở xã Mã Đà và Hiếu Liêm, đất đỏ vàng trên phiến sét (Fs) phân bố ở phía Nam xã Phú Lý và xã Hiếu Liêm, đất nâu đỏ trên bazan (Fk) phân bố chủ yếu phía Bắc xã Phú Lý, ĐakLua.
3.5. Hệ thực vật và động vật hoang dã
Theo kết quả điều tra của Phân viện Điều tra quy hoạch rừng Nam bộ, Viện Sinh thái và Tài nguyên Sinh vật và Viện Nghiên cứu - Nuôi trồng Thủy sản II (2007-2009), tài nguyên động thực vật tại KBT rất đa dạng về chủng loài và nhiều về số lƣợng cá thể, qua điều tra bƣớc đầu ghi nhận:
3.5.1. Thực vật
Có 1.401 loài thực vật, thuộc 623 chi, 156 họ, 92 bộ, 10 lớp, 06 ngành thực vật khác nhau. Trong đó có 10 loài thực vật có tên trong Danh sách các loài nguy cấp, quý hiếm ban hành kèm theo Nghị định số 32/2006/NĐ-CP; 30 loài thực vật có tên trong Sách Đỏ Thực vật Việt Nam (2007)[6]; 41 loài thực vật có tên trong danh mục các loài quý hiếm của Sách Đỏ IUCN (2011)[49]; 84 loài thực vật đặc hữu của Việt Nam, có tên Việt Nam hay tên khoa học mang các địa danh của Việt Nam; 18 loài thực vật có tên Việt Nam hay tên khoa học mang các địa danh của tỉnh Đồng Nai.
Có 02 loài hiếm đƣợc phát hiện ở KBT là Vấp thuộc họ Bứa, Thông tre thuộc họ Kim giao, cây dƣợc liệu có 715 loài. Thảm thực vật rừng trong KBT, gồm các kiểu rừng: kiểu rừng kín thƣờng xanh mƣa ẩm nhiệt đới; kiểu rừng kín nửa rụng lá ẩm nhiệt đới; kiểu rừng kín rụng lá hơi ẩm nhiệt đới.
3.5.2. Động vật
Có 1.729 loài động vật, côn trùng hoang dã thuộc 238 họ, 52 bộ động vật, côn trùng sống tại KBT. Trong đó, có nhiều loài đƣợc ghi vào sách Đỏ Việt Nam nhƣ: Báo gấm, Gấu chó, Bò tót, Chà vá chân đen…trong đó:
Lớp Thú: có 85 loài thuộc 27 họ, 10 bộ. Trong đó có 36 loài quý hiếm, đặc hữu của Việt Nam và khu vực Đông Nam Á nhƣ bò tót, bò bangten, voi, gấu chó, sói lửa..; 19 loài ghi trong Danh lục Đỏ IUCN; 26 loài ghi trong Sách Đỏ Việt Nam; 2 loài đặc hữu của Việt Nam và 9 loài đặc hữu trong khu vực, chiếm 28,3% tổng số loài thú của Việt Nam.
Lớp Chim: có 259 loài chim thuộc 52 họ và 18 bộ. Trong đó có 21 loài chim quý hiếm, 12 loài ghi trong Sách Đỏ Việt Nam; 11 loài ghi trong Danh lục Đỏ IUCN.
Bò sát: có 64 loài thuộc 13 họ và 02 bộ.
Ếch nhái: có 33 loài thuộc 05 họ và 01 bộ. Trong số 97 loài bò sát và ếch nhái có 25 loài quý hiếm, 12 loài ghi trong Danh lục Đỏ IUCN; 21 loài ghi trong Sách Đỏ Việt Nam.
Cá: có 99 loài đƣợc định danh, thuộc 29 họ và 11 bộ. Đặc trƣng nổi bật về thủy sản tự nhiên tại KBT là hệ sinh thái cá nƣớc ngọt, nơi cƣ trú của nhiều loài cá, trong đó có nhiều loài quý hiếm, có nguy cơ tuyệt chủng và đƣợc ghi vào sách Đỏ Việt Nam nhƣ cá mơn (cá rồng), đặc biệt là các loài thích nghi với vùng sông suối thƣợng nguồn, nƣớc chảy mạnh khác xa với các loài cá nƣớc ngọt phân bố ở đồng bằng thuộc hạ lƣu sông Cửu Long, sông Đồng Nai hay sông Sài Gòn.
Côn trùng: Có 1.241 loài côn trùng, thuộc 112 họ và 10 bộ. Trong đó có 2 loài côn trùng có tên trong Danh sách các loài nguy cấp, quý hiếm ban hành kèm theo Nghị định số 32/2006/NĐ-CP; 8 loài côn trùng có tên trong Sách Đỏ Động vật Việt Nam (2007).
3.6. Các dạng sinh cảnh chính
Điều kiện môi trƣờng và thảm thực vật ở KBT rất đa dạng với nhiều kiểu rừng và trạng thái rừng khác nhau. Tuy nhiên, xét về vai trò sinh cảnh cho động vật hoang dã có thể chia KBT ra 5 dạng sinh cảnh chính nhƣ sau: