Площадь заповедника составляет 33 307,6 га, из них 11 054 га — «абсолютно заповедная» степная зона, то есть девственная территория, которой никогда не касался плуг. Асканийская степь относится к типчаково-ковыльному типу, это единственная девственная территория такого типа в Европе. Ковыль — самое распространённое растение в Аскании-Нова, на его долю приходится 75 % всей растительности. В густых травах обитают не менее 1155 видов членистоногих, 7 видов земноводных и пресмыкающихся, 18 видов млекопитающих, в разные времена года пролетает более 270 видов птиц, из которых 107 видов остаются на гнездование. Кроме того, здесь произрастает 478 видов высших растений. В «Красную книгу Украины» занесено 13 видов высших растений, 3 вида грибов и 4 — лишайников.
На территории Аскании-Нова расположен Большой Чапельский под — уникальная депрессия рельефа размером 4 на 6 км, периодически заполняющаяся талыми водами. Он занесён в международный список Рамсарской конвенции об охране водно-болотных угодий.
В самой глубокой части пода произрастают гидрофиты, в том числе редчайший на Украине вид — Damasonium alisma Mill. (1768) — Звёздоплодник частуховидный. На этом участке зарегистрирован наивысший показатель разнообразия цветковых растений в заповеднике — 368 видов, в том числе 53 эндемичных. 8 видов занесены в Красную книгу Украины.
На территории Большого Чапельского пода в условиях, приближённых к естественным, содержатся дикие копытные с разных континентов. Круглогодично тут обитают бизоны, сайгаки, лань европейская, лошадь Пржевальского, туркменские куланы, ослы, благородные олени, пятнистые олени, муфлоны, двугорбые верблюды. Летом сюда выпускают ватуси, антилоп канна, кафрских буйволов, гну, нильгау, зебр и гаялов. Осенью в центре пода собирается большое количество перелётных птиц: разные виды уток, стаи журавлей, серых гусей, куликов.