Биоразнообразие
Высшие растения.
На территории насчитывается 443 вида из 60 семейств - четверть флоры Казахского мелкосопочника.
Наиболее богаты видами семейства: сложноцветные (Asteraceae), маревые (Chenopodiaceae), злаковые (Poaceae), крестоцветные (Brassicaceae), бобовые (Fabaceae).
Из них 5 видов занесены в Красная Книгу Казахстана:
Адонис волжский
Прострел желтеющий
Прострел раскрытый
Тюльпан Шренка
Тюльпан поникающий
По берегам озер растут шаровидные кусты селитрянки Шобера.
Из кустарниковых произрастают спирея.
Украшают степь серебристые волны ковыля.
К середине лета растения - эфемеры высыхают и степь становится как бы золотой (Сары-Арка.
Осенью, дно высохших озер украшает ковер солероса и астры ланцетолистной.
Мозаика тростника и рогоза живописно смотрится на пресноводных озерах заповедника.
Такой биотоп привлекает на гнездование, на жировку, линьку сотни тысяч водоплавающих.
Животный мир
Насекомые.
На основании исследований 2004-05гг. выявлено около 700 видов насекомых, что по мнению специалиста энтомолога составляет, далеко не полный список насекомых, которые могут здесь встречаться.
Рыбы.
Коргалжынские озера издавна славились рыбой. Основное ее поголовье обитает на озерах Есей, Султанкелды, Кокай и Асаубалык.
Ихтиофауна заповедника представлена 15 видами. Обычными видами можно считать щуку (Esox lucius), плотву (Rutilus rutilus), язя (Leuciskus idus). Сильно варьирует по годам численность линя (Tinca tinca), карася серебряного (Carassius auratus gibelio), карася золотого (Carassius carassius), окуня (Perca fluviatilis).
Стали обычными и порой многочисленными в озерах заповедника рыбы-акклиматизанты, такие как карп (Cuprinus carpio) и лещ (Abramis brama). Все чаще стал встречаться ранее очень редкий судак (Stizostedion lucioperca). На р. Нура в районе кордона Красная Мечеть встречается налим (Lota lota). В целом состояние ихтиофауны благополучно и находится в равновесии с точки зрения обеспеченности кормами и соотношения хищник-жертва.
Амфибии и рептилии.
Амфибии представлены 2 видами. Оба находятся на границах ареалов. По территории проходят границы обитания северная для зеленой жабы (Bufo viridic)
и южная для остромордой лягушки (Rana arvalis).
В последние годы (с конца 90-х) зеленая жаба на берегах озер заповедника стала очень многочисленным видом. Остромордую лягушку можно изредка встретить на небольших изолированных водоемах.
Рептилии представлены 4 видами. Прыткая ящерица (Laserta agilis)
и степная гадюка (Vipera ursini)
(КК РК; МСОП.) являются обычными представителями фауны. Разноцветная ящурка (Eremias arguta)
и узорчатый полоз (Elaphe dione) являются редкими и находятся на северной границе распространения.
Птицы.
Очень богата и интересна орнитофауна заповедника. Пернатый мир представлен 365 видами, из них 41 занесен в Красную Книгу Казахстана, а 27 видов в МСОП. Отмечено на гнездовании 126 видов птиц. Среди них 17 редких и все субэндемичные виды (4 вида), 7 реликтовых вида.
В период миграций здесь останавливается 219 видов, среди них 14 занесено в КК РК.
Почти ежегодно общий список птиц заповедника пополняется новыми видами.
Тениз-Коргалжынские озёра с 1976 г. являются угодьями международного значения и признаны водоёмами Рамсара, по критериям 1а, 2а, 2с и 3а.
Богатые кормом обширные водоёмы привлекают массу водоплавающих и водно-болотных птиц. Таковых зафиксировано здесь 112 видов, что составляет 87% от 130, известных для всего Казахстана.
На обширных акваториях территории в период летней линьки и осенней миграции задерживается огромное количество птиц: десятки тысяч гусей, сотни тысяч речных и нырковых уток, куликов. Только круглоносого плавунчика (Phlaropus lobatus) в период весенней миграции на одном из заливов оз. М.Тениз было учтено около 500000
На гнездовании отмечается до 200 пар лебедя-шипуна (Cygnus olor),
на линьке до 5000 шипунов и кликунов (Cygnus cygnus)-Красная книга РК.
По неполным данным, в результате облета самолетом заповедника в 2004 году было учтено около 3500 кудрявых пеликанов (Pelicanus crispus),
470 из них были молодыми. Вид, занесенный в МСОП и КК РК.
Водоемы заповедника ежегодно привлекают для гнездования такой редкий вид как савка (Oxiura leucocephala) – МСОП, КК РК.
По данным учетов, ее в регионе насчитывается ежегодно около 5000, что приблизительно составляет около 30% мировой популяции. Аномальная высокая численность савки на озерах заповедника была учтена осенью 2016 года –около 23000 особей, а по региону – более 30000. В 2021 году, на оз. Саумалколь было учтено 2830 птиц этого вида.
Постоянное наличие большого количества рыбы обеспечивает проживание здесь и большого количества рыбоядных птиц: бакланов,
цапель, чаек, крачек, крохалей.
Соленные, богатые беспозвоночными, безлюдные озера привлекли сюда, казалось бы, такую тропическую птицу как фламинго (Phoenicopterus roseus).
Практически ежегодно на островах Тениза гнездится от 5000 до 15.000 фламинго, вид, внесенный в КК РК
Иногда их численность может достигать 50.000. Здесь же, в благоприятные годы, линяют до 250.000 пеганок (Tadorna tadorna).
На степных участках многочисленны эндемичные виды евроазиатских степей: черный жаворонок (Melanocorypha yeltoniensis);
белокрылый жаворонок, (Melanocorypha Leucoptera).
Встречается степная пустельга (Falco naumanni) и степной лунь (Circus macrourus). Последние два вида занесены в Красную Книгу МСОП.
Достаточно обычны, занесённые в Красную Книгу Казахстана серый журавль (Grus grus)
(скопления до 3000 особей) и журавль-красавка (Anthropoides virgo)
(скопления до 5000 особей).
Все чаще можно увидеть стрепета (Tetrax tetrax) (стаи до 200 особей).
Зимнее безмолвие в заповеднике оживляет небольшое количество птиц – 30 видов. Наряду с некоторыми оседлыми видами: серой куропаткой (Perdix perdix),
черным жаворонком (Melanocorypha yeltoniensis), усатой синицей (Panurus biarmicus),
здесь зимуют северные птицы: белая полярная сова (Nyctea scandiaca),
канюк-зимняк (Buteo lagopus), пуночка (Plectrophenax nivalis), лапландский подорожник (Calcarius lapponicus), рогатый жаворонок (Eremophila alpestris), свиристель (Bombycilla garullus),
обыкновенная чечётка (Carduelis flammea),
зяблик (Fringilla coelebs) и др.
Млекопитающие.
Териофауна представлена 45 видами 6 отрядов . Отряд насекомоядных (Insectivora) представлен 6 видами, отряд рукокрылых (Chiroptera) одним видом- двуцветный кожан (Vespertilio murinus), отряд грызунов (Rodenta) - 22 видами, отряд зайцеобразных (Lagomorpha) - 3 видами, отряд хищных (Carnivora) - 8 видами и отряд парнокопытных (Artiodactyla) - 3 видами.
Перечисленные виды составляют почти половину видов всей самобытной фауны Казахского мелкосопочника. 8 видов занесенны в Красную Книгу МСОП.
Как видно из вышеизложенного, фауна почти на 50% состоит из представителей отряда грызунов.
На данной территории обитают индикаторы степного ландшафта сурок-байбак (Marmota bobak)
занесенный в МСОП, численность которого на западной территории заповедника составляет около 70 тысяч, степная пеструшка (Lagurus lagurus) и эндемичная степная мышовка (Sicista subtilis) (МСОП), степная пищуха (Оchotona pusilla) (МСОП). Не редок джунгарский хомячок (Phodopus sungorus).
Наряду со степными на участке обитают пустынные и лесные виды. Обычны широко распространенные пустынные виды ушастый ёж (Erinaceus auritus) и обыкновенная слепушонка (Ellobius talpinus), а также казахстанский пустынный вид большой тушканчик (Allactaga jacalus), мышь-молютка (Micromus minutus) (KК РК; МСОП).
Лесные виды представлены широко распространенными млекопитающими: бурозубками обыкновенной (Sorex araneus), малой (S.minutus) и крошечной (S.minutissimus), куторой обыкновенной (Neomys fodiens) и обыкновенной полевкой (Microtus arvalis). Встречаются таёжные виды: заяц-беляк (Lepus timidus), красная полёвка (Clethrionomus rutilus) и полевка экономка (Microtus oeconomus). Почти ежегодно бывают случаи захода на заповедную территорию сибирской косули (Capreolus pygargus),
в 2016 году трижды отмечена американская норка (Mustela vison), которая стала обычной в последние годы по реке Ишим и Нура.
Высокая численность мелких млекопитающих привлекает хищников: волка (Canis lupus), лисицу (Vulpes vulpex),
барсука (Meles meles),
горностая (Mustella erminea).
Достаточно обычны типичный для степи степной хорь (Mustella eversmanni),
а также пустынный вид корсак (Vulpes corsac),
занесённый в список МСОП.
Обширные тростниковые заросли представляют жизненное пространство для кабана (Sus scrofa).
На протяжении многих лет его численность в заповеднике стабильна и составляет 300 - 400 особей.
На территории круглый год еще можно встретить небольшие табунки обитателей казахстанских степей и полупустынь - сайгаков (Saiga tatarica)
(МСОП), численность которых к концу 2022 года составила около 27000 голов.
В зимний период на степных участках, в местах концентрации антилоп проводятся мероприятия по очистке степи от снега. В результате чего, на очищенных площадках сайгаки предпочитают держатся весь зимний период.