Khu vực đất than bùn tại Vườn quốc gia U Minh Thượng được xem như một trong những vùng đầm lầy than bùn còn lại của Việt Nam, và được xem là một trong ba khu vực ưu tiên cao nhất về bảo tồn đất ngập nước ở đồng bằng sông Cửu Long (Buckton và các cộng sự,1999)[2].
Trần Triết (2000)[28] đã chia thảm thực vật ở vùng lõi của Vườn quốc gia này thành bốn trạng thái gồm: rừng do Tràm Melaleuca cajuputi chiếm ưu thế trên đất than bùn và đất sét; các trảng cỏ ngập nước theo mùa với ưu thế của Sậy
domingensis; và thực vật trên các dòng chảy tự nhiên (sông, rạch) và kênh đào. Thảm thực vật ở vùng đệm bao gồm các trảng cỏ ngập nước theo mùa, đầm lầy mở, rừng trồng tràm Melaleuca, và các dạng đất nông nghiệp, ao cá và kênh đào. Các vùng đất than bùn nuôi dưỡng một hệ thực vật đa dạng, bao gồm nhiều loài hiếm và đặc hữu. Trần Triết (2000)[28] đã ghi nhận 226 loài thực vật có mạch, chưa được trồng trọt. Trong đó, có Lemna tenera là loài hiếm ở Đông Nam Á, nhưng khá phổ biến ở U Minh Thượng.
Rừng và đất ngập nước ở U Minh Thượng có nhiều loài thú hiếm và đang bị đe doạ. Ngoài các loài chim, các loài động vật ở đây chưa được quan tâm nhiều cho đến lúc có đợt điều tra toàn diện về hệ động vật vào tháng 10 và tháng 11 năm 2000 (N. Sage và M. Greve in litt. 2000). Trong đợt điều tra này, quan tâm đặc biệt là nhằm đánh giá hiện trạng của loài cá Sấu Xiêm (Crocodylus siamensis) và cá Sấu Hoa Cà (C. porosus) ở Vườn quốc gia này. Tuy nhiên, kết quả cho thấy cả hai loài này đều không hiện diện ở Vườn quốc gia có thể trong vòng 30 năm qua (Stuart và các cộng sự, 2002)[23]. Tầm quan trọng về bảo tồn của Vườn quốc gia U Minh Thượng được làm rõ hơn nhờ tính đa dạng cao về chim. Đợt điều tra ở các vùng đất ngập nước tại đồng bằng sông Cửu Long do BirdLife International và Viện Sinh thái và Tài nguyên Sinh vật (IEBR) thực hiện cho thấy U Minh Thượng có độ phong phú cao nhất về các loài chim, so với các hiện trường đã được khảo sát (Buckton và các cộng sự, 1999)[2]. Đến nay, đã ghi nhận 187 loài chim tại U Minh Thượng, bao gồm 9 loài gần bị đe doạ hoặc đang bị đe doạ trên toàn cầu: Điêng điểng (Cổ rắn - Anhinga melanogaster), Bồ nông chân xám (Pelecanus philippensis), Cò lạo Ấn độ (Mycteria leucocephala), Già đẫy Java (Leptoptilos javanicus), Quắm đầu đen (Threskiornis melanocephalus), Quắm đen (Plegadis falcinellus), Đại bàng đen (Aquila clanga), Diều cá đầu xám (Ichthyophaga ichthyaetus và Rồng rộc vàng (Ploceus hypoxanthus) (Safford và các cộng sự, 1998; Buckton và các cộng sự, 1999[2]; Nguyễn Phúc Bảo Hoà, 2000[7]. U Minh Thượng cũng có một tập hợp đáng kể ở cấp toàn cầu về số lượng các loài chim nước phổ biến hơn, bao gồm Xít (Porphyrio porphyrio), Cốc (Phalacrocorax niger), Diệc lửa (Ardea purpurea), Quắm đen (Plegadis falcinellus). Vì các lý do
đó, U Minh Thượng được xếp hạng là một Vùng Chim Quan trọng (Tordoff, 2002)[33].
Rừng tràm tự nhiên tồn tại chủ yếu ở trong vùng lõi Vườn Quốc Gia U Minh Thượng, xung quanh khu vực đã cháy tháng 3 năm 2002. Diện tích rừng tràm tự nhiên còn lại sau khi cháy là 2.340,8 ha, trong đó rừng tràm tự nhiên trên đất than bùn là 666,45 ha và rừng tự nhiên trên đất sét là 1.674,3 ha. [26]
Trận cháy rừng tháng 03 năm 2002, diện tích rừng bị cháy là 3.212 ha, chiếm 39,96% diện tích vùng lõi, trong đó có 2.300 ha rừng trên đất than bùn và 912 ha các loại rừng và thực vật trên đất sét. Trong số 2.300 ha đất than bùn bị cháy có 194 ha bị mất than bùn hoàn toàn và tầng than bùn dày từ 30 cm trở lên chỉ còn 1.460 ha. Diện tích rừng tái sinh sau trận cháy rừng tháng 3 năm 2002 là 2.489,3 ha đạt 77,5% diện tích [26].