Theo đánh giá của UNESCO, Vườn quốc gia Phong Nha-Kẻ Bàng có 15 kiểu sinh cảnh rộng lớn với 10 kiểu thảm thực vật quan trọng. Nơi đây rừng kín thường xanh che phủ 93,57% diện tích, trong đó 83,74% là rừng nhiệt đới trên núi đá vôi điển hình hiếm có và hầu như chưa bị tác động. Đây là một trong những Vườn quốc gia có độ che phủ và tỷ lệ rừng nguyên sinh lớn nhất trong hệ thống các rừng đặc dụng ở Việt Nam.
Tại Vườn quốc gia này ghi nhận sự có mặt của 1.394 loài động vật, trong đó có 116 loài ghi trong sách đỏ IUCN, 82 loài nằm trong sách đỏ Việt Nam; hàng chục loài có tên trong phụ lục bảo vệ khẩn cấp của Chính phủ và các tổ chức bảo tồn quốc tế. Sự đa dạng về rừng nguyên sinh trên núi đá vôi, hang động là điều kiện lý tưởng về sinh cảnh của 10 loài linh trưởng, chiếm 42% tổng số loài thuộc bộ linh trưởng ở Việt Nam.
Vườn quốc gia này cũng ghi nhận sự có mặt của 2.953 loài thực vật bậc cao, trong đó có 121 loài được ghi trong Sách đỏ IUCN, 111 loài có trong sách đỏ Việt Nam. Sự đa dạng về hệ thực vật ở Phong Nha-Kẻ Bàng bao gồm cả thành phần loài, nguồn gien và tài nguyên thực vật.
Trong khoảng 20 năm qua, các nhà khoa học, nhà nghiên cứu ghi nhận và công bố 43 loài mới cho khoa học, trong đó có 38 loài động vật, 5 loài thực vật. Đặc biệt, 10 năm trước, các nhà khoa học ghi nhận mẫu chuột đá Trường Sơn tại khu vực mở rộng của Vườn. Đây là đại diện sống duy nhất của họ thú cổ, được xem là đã tuyệt chủng cách đây hàng triệu năm.
Bên cạnh đó, việc phát hiện quần thể Bách xanh đá 500 tuổi, diện tích khoảng 4.000ha, mọc ưu thế trên núi đá vôi ở độ cao hơn 600m được coi là sinh cảnh rừng độc đáo nhất bởi tầm quan trọng toàn cầu và giá trị bảo tồn. Loài thực vật cổ và đặc hữu này của Việt Nam hiện chỉ còn sót lại chủ yếu ở Phong Nha-Kẻ Bàng.
Giám đốc Ban quản lý Vườn quốc gia Phong Nha-Kẻ Bàng Phạm Hồng Thái cho biết, vùng đệm của Vườn trải dài trên địa bàn 13 xã của ba huyện Minh Hóa, Bố Trạch và Quảng Ninh. Dân số trong vùng đệm khoảng 68,5 nghìn người, trong đó có người dân tộc Chứt và Bru-Vân Kiều. Đời sống đồng bào dân tộc thiểu số phần lớn còn khó khăn, sống dựa vào rừng cho nên tạo ra áp lực lớn đối với công tác bảo vệ rừng và các giá trị đa dạng sinh học của di sản.
Vì thế, lãnh đạo Ban quản lý Vườn xác định, công tác phổ biến, tuyên truyền pháp luật để người dân nâng cao nhận thức là biện pháp quan trọng, mang tính bền vững trong các giải pháp bảo tồn đa dạng sinh học. Ban quản lý Vườn triển khai nhiều hoạt động như lồng ghép vào các buổi sinh hoạt thôn, bản, duy trì hoạt động các câu lạc bộ bảo tồn ở cơ sở, phát tài liệu, ấn phẩm truyền thông, tổ chức hoạt động ngoại khóa tại trường học vùng đệm về quản lý, bảo vệ rừng và động vật hoang dã.
Gần 1.200 đợt tuyên truyền, vận động, phổ biến pháp luật cho 9.262 người dân và 25 đợt diễn giải môi trường cho gần 700 học sinh, đoàn thanh niên; đã giúp nhận thức của người dân có nhiều chuyển biến tích cực, ý thức trách nhiệm trong bảo vệ rừng được nâng cao.
Đến nay, Vườn thành lập, hỗ trợ hoạt động 29 tổ bảo vệ rừng thôn, bản ở vùng đệm để tham gia tuần tra, bảo vệ rừng nhằm mang lại thu nhập cho người dân; thành lập các nhóm truyền thông bảo tồn cộng đồng, bảo vệ rừng, động vật hoang dã và môi trường sống tại vùng đệm của Vườn.
Những năm qua, người dân vùng đệm được hỗ trợ hơn 3,7 tỷ đồng thông qua hoạt động bảo vệ rừng; được trợ giúp về vật nuôi, cây giống, xây dựng công trình phúc lợi nhằm nâng cao đời sống. Nhờ đó, các hành vi vi phạm pháp luật tại Phong Nha-Kẻ Bàng giảm ở mức thấp nhất, không xảy ra các vụ vi phạm có quy mô lớn, mức độ nghiêm trọng.
Chủ tịch UBND thị trấn Phong Nha Trần Đức Bình cho biết, trước đây trên địa bàn có hàng trăm người sống dựa vào rừng, lén lút khai thác rừng trái phép. Tuy nhiên, từ khi du lịch Phong Nha-Kẻ Bàng phát triển, những người này được tuyển dụng làm nhân viên phục vụ các tua du lịch khám phá hang động. Từ chỗ phá rừng, nay họ đã chuyển biến nhận thức và trở thành nhân tố bảo vệ rừng tích cực.
Nhiều người còn đầu tư các mô hình du lịch cộng đồng, góp phần tạo việc làm, thu nhập ổn định cho những người khác. Đáng chú ý, từ khi Luật Bảo vệ môi trường năm 2020 có hiệu lực, Ban quản lý Vườn tuyên truyền, phổ biến đến các đơn vị khai thác du lịch trong khu vực thực hiện đúng các quy định của pháp luật về bảo vệ môi trường Di sản thiên nhiên thế giới.
Cùng với việc thực hiện đánh giá tác động môi trường và quan trắc môi trường theo quy định, các đơn vị khai thác du lịch dịch vụ trong Vườn tổ chức thu gom, xử lý rác thải tại các tuyến, điểm du lịch; sử dụng hợp lý tài nguyên thiên nhiên để phát triển du lịch bền vững.
Nổi bật trong công tác bảo tồn đa dạng sinh học ở Vườn quốc gia Phong Nha-Kẻ Bàng là hoạt động cứu hộ, bảo tồn động, thực vật hoang dã. Giám đốc Trung tâm Cứu hộ, bảo tồn và phát triển sinh vật Phong Nha-Kẻ Bàng Lê Thúc Định cho biết, thời gian qua, đơn vị đã ký kết thực hiện nhiều dự án cứu hộ, bảo tồn với Vườn thú Cologne (Đức), chương trình tái hòa nhập linh trưởng của Hội động vật Frankfurt (Đức), hỗ trợ các hoạt động cứu hộ và tái thả động vật hoang dã do Tổ chức Động vật châu Á tài trợ.
Đến nay, trung tâm đã tiếp nhận và cứu hộ 1.378 cá thể động vật hoang dã, trong đó có nhiều loài nguy cấp, quý hiếm như vượn siki, voọc Hà Tĩnh, chà vá chân nâu... Đơn vị phối hợp Trung tâm Cứu hộ động vật hoang dã Hà Nội thả 175 cá thể động vật hoang dã và 38,5 kg rắn thuộc 22 loài về môi trường tự nhiên. Gần đây, Vườn quốc gia Phong Nha-Kẻ Bàng tiếp nhận 7 cá thể hổ từ tỉnh Nghệ An về nuôi dưỡng, hiện tất cả đều khỏe mạnh, sinh trưởng tốt.
Để công tác bảo tồn đa dạng sinh học đạt hiệu quả, nhất là hoạt động chăm sóc, cứu hộ động, thực vật hoang dã, Ban quản lý Vườn quốc gia Phong Nha-Kẻ Bàng đã xây dựng, đưa vào hoạt động 4 cơ sở như vườn thực vật, khu cứu hộ động vật hoang dã, khu nuôi bán hoang dã linh trưởng ở Núi Đôi; ứng dụng nhiều công nghệ hiện đại phục vụ cho công tác bảo tồn đa dạng sinh học, như giám sát diễn biến rừng qua hệ thống GIS và RS; giám sát các loài thú bằng bẫy ảnh; quản lý nền tảng dữ liệu trên các phần mềm chuyên dụng, ứng dụng giải pháp phòng ngừa diệt trừ các loài thực vật ngoại lai xâm hại đa dạng sinh học...