a) Tài nguyên thực vật
Do đặc điểm khu vực khá ẩm ướt nên thúc đẩy quá trình phong hóa đất mạnh, tạo điều kiện cho khu hệ thực vật sinh trưởng và phát triển nhanh. Rừng ở KBTTN Thượng Tiến thuộc kiểu rừng thường xanh mưa mùa nhiệt đới với các kiểu phụ sau:
− Kiểu phụ rừng rậm thường xanh trên núi thấp có độ cao trên 700m: phân bố ở sườn Đông của dải Cốt Ca, độ cao từ 700m trở lên, rừng có kết cấu từ 2-3 tầng, trữ lượng cao.
− Kiểu phụ rừng rậm thường xanh trên đất thấp: tập trung ở xã Thượng Tiến và Kim Bôi, phân bố ở độ cao dưới 700m.
− Kiểu trảng cây bụi thường xanh gió mùa nhiệt đới − Kiểu trảng cỏ
Diện tích tự nhiên trong khu bảo tồn còn rất lớn, chủ yếu là rừng gỗ phát triển trên núi đất với 4.265ha, chiếm 58,4% diện tích rừng hiện còn. Rừng có trữ lượng cao với nhiều loài quý hiếm như: Thông tre, Kim giao, Chò nâu, Gù hương, Nghiến đất, Lim xanh, Hoa tiên… Số loài quý hiếm ở đây có số lượng lớn. Trong
đó, có loài Thông tre và Kim giao phân bố ở độ cao 700 ÷ 800m và ở những nơi núi đá xen núi đất có độ dốc lớn (trên 35o).
b)Tài nguyên động vật
Do địa hình của Khu bảo tồn TN Thượng Tiến khá hiểm trở, rừng tự nhiên còn nhiều, kéo liền thành một dải nên khu hệ động vật còn khá phong phú và đa dạng về thành phần loài. Ở đây hội tụ cả chim, thú, bò sát, ếch nhái.
Căn cứ vào kết quả điều tra khảo sát (Luận chứng kinh tế kỹ thuật Khu bảo tồn thiên nhiên Thượng Tiến) đã thống kê được 280 loài đông vật có xương sống thuộc 25 bộ, 86 họ. Trong đó có nhiều loài quý hiếm: Báo gấm, Cu li lớn, Mèo rừng, Rái cá, Sóc bay, Sơn dương, Cầy mực, Gà lôi trắng, Rắn ráo, …