Здесь сохранились многие виды рыб, птиц и животных.
В регионе можно увидеть таких редких и красивейших в мире птиц, как кудрявый пеликан, лебедь-шипун, большая белая цапля, фазан, орлан-белохвост и многих других (серый гусь, кряква, лысуха, чирок, серая утка...) . На взморье можно встретить каспийского тюленя - нерпу, в тростниковых зарослях дельты Волги - кабана, а на равнинах степей и полупустынь - реликтовую антилопу - сайгака.
Растительный состав нижневолжской долины тесно связан с увлажнением. Резкая смена увлажнения в пойме и дельте препятствует распространению лесов. Они произрастают только узкими полосами (ленточные или галерейные леса) вдоль русел рек и протоков; основные же пространства заняты лугами. Здесь распространены тополь черный, ясень, вяз и ива. На лугах с небольшим увлажнением встречаются вейник наземный, щавель кисленький, синеговник, полынь понтическая, подмаренник русский, лядвенец рогатый. Более влажных луга заняты кострецом безостым, мятликом узколистым, подмаренником мареновидным (в пойме) и клубнекамышом морским, алтеем лекарственным и другими видами Увлажненные и переувлажненные местообитания заняты осокой острой, поручейником широколистным, тростником южным, повоем заборным, осокой береговой (в дельте) .