Территория заповедника включает побережье и часть акватории Свирской губы Ладожского озера, правый берег нижнего течения реки Свирь. На ней представлены различные типы среднетаежных лесов (преимущественно боров), верховные, переходные и низинные болота, а также луга, песчаные пляжи, лесные полян и внутренние водоемы (озера, речки). Характерной особенностью рельефа заповедника являются береговые валы – песчаные гряды, вытянутые вдоль берега Ладожского озера. Они образуют своеобразный ландшафт, представленный различными типами сосняков на песчаных грядах, низинными и переходными болотами в понижениях между ними.
Другим господствующим ландшафтом заповедной территории являются верховые болота с грядово-мочажинными и кочковато-мочажинными комплексами. Из них наиболее крупный - Сегежский массив с Сегежским озером.
Флора заповедника насчитывает около 600 видов сосудистых растений, 25 из которых принадлежат к числу особо охраняемых, и 117 видов листостебельных мхов.
В заповеднике зарегистрировано 4 вида амфибий, 5 видов рептилий, 270 видов птиц и 4 видов млекопитающих.
В Свирской губе встречается лосось, озерная форель, озерный и проходной сиги, корюшка, судак, щука, язь, лещ, густера, плотва, окунь. Вдоль прибрежной полосы Ладожского озера весной и осенью идет массовая миграция птиц. Эта особенность территории позволяет проводить здесь их массовый отлов и кольцевание. С 1668 г. установлены и постоянно действуют так называемые
«большие стационарные ловушки» для отлова птиц. С их помощью, а также паутинными сетями ежегодно отлавливается и кольцуется от 10 до 25 тысяч особей.