通俗地说，生物多样性是指数以百万计的动物、植物、微生物种类和它们所拥有的遗传基因，以及由这些生物与它们生活的环境共同组成的生态系统。而湿地是孕育生物多样性的摇篮，大山包湿地也不例外，据统计，根据以往资料记载，并结合最新考察数据，整理到大山包保护区内脊椎动物就有27目65科236种，其中鱼类2目3科5种(有4种是引入养殖种类)；两栖动物1目3科3种；爬行动物1目2科3种；鸟类16目36科162种，冬候鸟占优，其中国家I级重点保护动物5种，II级保护动物18种；哺乳动物7目21科63种，其中国家II级重点保护兽类7种。保护区境内昆虫共15目71科223种，其中1新亚种、1中国特有种和10个中国新纪录。境内共有野生植物、重点栽培植物和外来入侵植物72科197属358种。

(1)    鸟类

在大山包保护区生活的水鸟种类共有51种，占了保护区鸟类总数的31.48%，包括目、鹈形目、鹳形目、雁形目、鹤形目、鸻形目和鸥形目。另有高度依赖于水源的鸟类7种，包括白尾海雕 Haliaeetus albicilla、鹗 Pandion haliaetus、黄头鹡鸰 Motacilla citreola、灰鹡鸰 Motacilla cinerea、白鹡鸰 Motacilla alba、红尾水鸲 Rhyacornis fuliginosus、小燕尾 Enicurus scouleri和白顶溪鸲 Chaimarrornis leucocephalus。

在保护区内有国家Ⅰ级重点保护鸟类5种，为黑颈鹤Grus nigricollis、白头鹤 Grus monacha、白尾海雕 Haliaeetus albicilla、金雕 Aquila chrysaetos和白肩雕 Aquila heliaca。

在保护区内有国家II级重点保护鸟类18种，为黑翅鸢 Elanus caeruleus、 [黑]鸢 Milvus migrans、苍鹰 Accipiter gentilis、雀鹰 Accipiter nisus、松雀鹰 Accipiter virgatus、普通鵟 Buteo buteo、白尾鹞 Circus cyaneus、鹗 Pandion haliaetus、燕隼 Falco subbuteo、灰背隼 Falco columbarius、阿穆尔隼 Falco amurensis、红隼 Falco tinnunculus、白腹锦鸡 Chrysolophus amherstiae、蓑羽鹤 Grus virgo、灰鹤 Grus grus、领鸺鹠 Glaucidium brodiei、斑头鸺鹠 Glaucidium cuculoides、短耳鸮 Asio flammeus。

(2)    哺乳动物

生活在保护区境内的国家II级重点保护兽类有5种，为川西斑羚Nemorhaedus griseus、中华鬣羚Nemorhaedus sumatraensis、金猫Catopuma temminckii、大灵猫Viverra zibetha、小灵猫Viverricula indica、青鼬Martes flavigula和豺Cuon alpinus。

(3)    昆虫

在保护区内发现的昆虫种类共15目71科223种，其中1新亚种，1中国特有种和10个中国新纪录种。

1种中国特有种为金缘虎甲Cicindela desgodinsi。

1种新亚种为硕步甲云南亚种Carabus (Apotomopterus) davidis yunnanensis。

10种中国新记录种，为大黄赤蜻Sympetrum uniforme、嘎哈色蟌Calopteryx grahami、双丽色蟌Archineura hetaerinoides、小蠼螋Labia minor、锡金齿蛉Neoneuromus sikimmensis、淡蓝步甲Carabus insulicola、后方步甲Carabus vanvolxemi、淡红池沼石蛾Nothopsyche ruficollis、灰纹石蛾Hydropsyche ulmeri、红泥叩头虫Agrypnus cordicollis。

(4)    植物

生活在大山包的孩子们一定知道在草地上打滚的快乐！大山包自然保护区地处滇东北亚高山地带，这里的植物种类繁多，高山草甸，山花烂漫，鹤歌雁舞，形成“五花草甸”“七彩地毯”的迷人景观。保护区内共有植物72科197属358种。其中，蕨类植物6科，7属，8种；裸子植物1科1属2种；双子叶植物51科145属281种；单子叶植物14科44属67种。最大的科有禾本科（19属，20种）、蔷薇科（12属，18种）、菊科（7属，10种）和莎草科（6属，10种）等。