Chư Mom Ray có 270.000 loài thực vật; 97 loài thú; 270 loài chim thuộc 17 bộ và 60 họ; 69 loài bò sát và lưỡng cư; 19 loài cá nước ngọt; trong đó có nhiều loài đặc hữu: 2 loài đặc hữu Nam dãy Trường Sơn, 16 loài đặc hữu Việt Nam, 29 loài đặc hữu Đông Dương.
Theo tiến sỹ Nguyễn Ngọc Chính thuộc Dự án bảo vệ rừng và phát triển nông thôn, nếu đặt Chư Mom Ray trong quan hệ đối chiếu với hệ thống các tiêu chí đánh giá về giá trị đa dạng sinh học của một khu vực nói chung, Chư Mom Ray được tính tới 33 điểm trên thang điểm tuyệt đối 40, hơn cả các vườn quốc gia Cúc Phương, Ba Bể, Yoóc Đôn…
Ở bình diện rộng hơn, so sánh của chuyên gia vùng lõi Arnoud Steeman cho thấy tỉ lệ đa dạng sinh học của Chư Mom Ray so với toàn cầu là 1,8% (của Việt Nam là 6,2%).
Nếu như Việt Nam là một trong bốn nước Đông Nam Á có nhiều loài động thực vật đặc hữu thì không ít loài trong số này có mặt ở Vườn Quốc gia Chư Mom Ray.
Bên cạnh các chủng loại cây gỗ quý như giáng hương, cẩm lai, gụ, lát, căm xe…, chuyên gia Phan Kế Lộc còn mới phát hiện một loài lan đặc hữu rất đẹp và có mùi thơm, mọc khá phổ biến ở thung lũng Ia Bốc.
Đặc biệt, chỉ số về khu hệ thú, về số loài ở Vườn Quốc gia Chư Mom Ray đều cao hơn rất nhiều so với các khu bảo tồn và vườn quốc gia khác ở trong nước.
Theo phân loại của giáo sư, tiến sỹ Đặng Huy Huỳnh, nguyên Viện trưởng Viện Sinh thái và Tài nguyên sinh thái thuộc Viện Khoa học và Công nghệ Việt Nam, Chư Mom Ray có 9 loài động vật bị đe dọa ở mức độ cực kỳ nguy cấp, 145 loài ở mức độ nguy cấp, 57 loài ở mức độ dễ bị tổn thương.
Còn theo các nhà khoa học thế giới, Chư Mom Ray có tới 15 loài thú đặc hữu Đông Dương và Vườn Quốc gia Chư Mom Ray đang tiến tới bảo vệ toàn cầu một số loài thú lớn quý hiếm, đang bị đe dọa và tuyệt chủng với nguy cơ cao.
Nếu như loài trâu rừng trên thế giới chỉ được biết đến ở Nepal, Ấn Độ thì năm 2000, giáo sư, tiến sỹ Đặng Huy Huỳnh và chuyên gia động vật người Anh Henshow đã chứng minh được sự hiện diện của loài này ở Chư Mom Ray.
Loài bò rừng vốn đang tuyệt chủng tại bán đảo Mã Lai, đồng thời giảm nhanh kể cả ở Ja Va, trên đồng cỏ Chư Mom Ray rộng hơn 20.000ha, dấu vết của chúng xuất hiện khá dày, ước tính khoảng 22-35 con.
Bò tót Chư Mom Ray cũng nổi tiếng vì chiếm tới 27 trong tổng số 30.000 cá thể của toàn thế giới.
Chư Mom Ray còn có nhiều loài thú quý hiếm: Voi, hổ, báo hoa máu, báo hoa gấm, mèo ri, chà vá chân nâu… Đặc biệt với việc gần đây xuất hiện liên tục các dấu vết của bò xám ở khu vực Tây nam huyện Sa Thầy đã khiến các nhà khoa học thế giới hy vọng sẽ cứu được một nửa đàn bò của thế giới đang có nguy cơ thoái hóa và tuyệt chủng.
Còn về hệ chim, Chư Mom Ray có nhiều loài đặc hữu quý hiếm đang bị đe dọa và ghi trong sách đỏ không chỉ của Việt Nam, mà của cả châu Á và thế giới: công, trĩ, phượng hoàng-cao cát và các loài khướu.
Bên cạnh nguồn tài nguyên phong phú và quý giá đó, Chư Mom Ray còn được thiên nhiên ban tặng cho phong cảnh tuyệt vời. Với hệ thống suối dày đặc quanh năm có nước, các đỉnh núi cao tạo thành cảnh sắc sơn thủy hữu tình.
Chư Mom Ray còn là vùng rừng đầu nguồn quan trọng của thủy điện Yaly, Sê San và các dòng sông lớn. Các nguồn suối nước nóng cũng là điểm dừng chân tuyệt vời cho du khách khi thăm quan Vườn Quốc gia Chư Mom Ray.
Nằm ở vị trí địa lý ngã ba Đông Dương, Vườn Quốc gia Chư Mom Ray có cơ hội lớn trong việc tham gia vào dự án hạ Mekong do các tổ chức quốc tế đầu tư để bảo tồn phát triển Chư Mom Ray mãi là thiên đường của các loài động vật quý hiếm cũng như thiên đường của du lịch sinh thái./.