Флора за­по­вед­ни­ка Ак­су-Жа­баг­лы, по но­вей­шим дан­ным, вклю­ча­ет 1737 видов, в том числе 235 видов гри­бов, 64 вида ли­шай­ни­ков, по 63 вида во­до­рос­лей и мо­хо­об­раз­ных и 1312 видов выс­ших рас­те­ний.
Эм­бле­ма за­по­вед­ни­ка — тюль­пан Гр­эй­га, став­ший пред­ме­том экс­пор­та. Раз­мер его баг­ро­во-крас­ных ле­пест­ков 12-15 см.
Фауна рыб вклю­ча­ет 7 видов, наи­бо­лее ти­пич­ные из них — обык­но­вен­ная ма­рин­ка (Schizothorax intermedius) и голый осман (Diptychus dybowskii).
В за­по­вед­ни­ке встре­ча­ют­ся 11 видов реп­ти­лий и 3 вида ам­фи­бий, что со­став­ля­ет более 70 % ре­ги­о­наль­ной фауны этих групп, а 3 вида за­не­се­ны в Крас­ную книгу Ка­зах­ста­на. Наи­боль­шую тре­во­гу в охране вы­зы­ва­ет без­но­гая яще­ри­ца — жел­то­пу­зик.
Из по­зво­ноч­ных жи­вот­ных наи­бо­лее мно­го­чис­лен­ной яв­ля­ет­ся фауна птиц, она вклю­ча­ет 267 видов. Из этих птиц на тер­ри­то­рии за­по­вед­ни­ка гнез­дят­ся 130 видов, а осталь­ные 137 яв­ля­ют­ся про­лёт­ны­ми, за­лёт­ны­ми или зи­му­ю­щи­ми, в Крас­ную Книгу за­не­се­ны 11 видов, кроме этого ещё 2 вида птиц при­зна­ны МСОП (IUCN) гло­баль­но угро­жа­е­мы­ми — ко­ро­стель (Crex crex) и бе­ло­кры­лый дятел (Dendrocopos leucopterus).
Мле­ко­пи­та­ю­щие в за­по­вед­ни­ке пред­став­ле­ны 52 ви­да­ми, что со­став­ля­ет 80 % от всей те­рио­фа­у­ны За­пад­но­го Тянь-Ша­ня, из них — гры­зу­ны (44 %), хищ­ные (24 %), ру­ко­кры­лые (18 %), ко­пыт­ные (9 %), зай­це­об­раз­ные и на­се­ко­мо­яд­ные (по 3 %). Ко­пыт­ных пред­став­ля­ют архар, гор­ный козел, ко­су­ля, марал и кабан, хищ­ных мле­ко­пи­та­ю­щих — мед­ведь, бар­сук, ка­мен­ная ку­ни­ца, ласка и гор­но­стай, а гры­зу­нов и зай­це­об­раз­ных — длин­но­хво­стый сурок, ди­коб­раз, за­яц-то­лай и он­дат­ра.
В Крас­ную Книгу Ка­зах­ста­на за­не­се­ны 10 видов ред­ких и ис­че­за­ю­щих видов мле­ко­пи­та­ю­щих. Осо­бо­го вни­ма­ния в охране за­слу­жи­ва­ют 3 вида мле­ко­пи­та­ю­щих — снеж­ный барс, за­не­сён­ный в спи­сок угро­жа­е­мых видов МСОП (IUCN), эн­де­мич­ный за­пад­но-тянь­шань­ский вид сурок Мен­зби­ра и ис­че­за­ю­щий в на­сто­я­щее время эн­де­мич­ный под­вид архара.