Среди трав преобладают ковыль, биюргун, типчак, ферула, полынь, тюльпаны Шренка, фиолетовая сон-трава, синие ирисы, жёлтые лютики и другие.
Самыми распространёнными водными растениями являются тростник и рогоз, не так повсеместны рдесты, ряска, пузырчатка, белые кувшинки и жёлтые кубышки. Эндемиками в Коргалжинском заповеднике являются 45 видов растений, требующих особой охраны, к ним относятся астрагал казахстанский, селитрянка Шобера, кубышка жёлтая, кувшинка чисто-белая. Среди краснокнижных обитателей заповедника можно назвать тюльпан поникающий и тюльпан Шренка, прострелы - желтоватый и раскрытый.
Фауна заповедника чрезвычайно богата, начиная от многочисленного зоопланктона и заканчивая более крупными животными. Одних жуков на территории Коргалжинского заповедника зафиксировано более 300 видов (это жужелицы, скакуны, чернотелки, клопы-водомерки, мелкие жуки-плавунцы и многие другие).
Численность остальных насекомых точно не известна. Пока мы можем говорить о четырёх представителях Красной книги Казахстана, которые населяют Коргалжинский заповедник, это боливария короткокрылая, дыбка степная, сколия степная, дозорщик-император.
42 вида млекопитающих насчитано в заповеднике, причём основу этого списка составляют грызуны, в первую очередь распространён сурок-байбак, он встречается в степях, вместе с сайгаками (степными антилопами) и косулями. Хищников в Коргалжинском заповеднике представляют лиса, волк, барсук, степной хорь, которые охотятся на многочисленных здесь зайцев. На водоёмах можно увидеть ондатру. Влажные места предпочитает и кабан.
Разнообразием ихтиофауны могут похвастаться все озёра Коргалжинского заповедника за исключением горько-соленого озера Тенгиз. Основными промысловыми рыбами заповедника, являются такие, как щука, золотой и серебряный караси, окунь, плотва, язь, линь, карп, судак. Хоть озеро Тенгиз и не богато рыбой, но всё же оно является весьма привлекательным местом, недаром же здесь временами обитает порядка 15 млн. птиц.
Среди земноводных очень часто встречается остромордая лягушка и зелёная жаба, весьма редко чесночница. Из рептилий известны 6 видов, среди которых степная гадюка, прыткая ящерица, разноцветная и быстрая ящурки.