تكثر أشجار الطّلح والسّمر والسّلم والسّدر والغضى بصورة خاصّة في أودية المحمية. كما توجد الشجيرات والأعشاب والحشائش في الأودية الصّغيرة والشعاب، وتنمو بشكل جيد بعد هطول الأمطار.
وقد لعب الطقس دورًا هاماً في محمية الوعول، وكذلك لعب موقعها الجغرافي دورًا أكثر أهمية في جعلها منذ القدم مرتكزًا حضاريًا لكافة المناطق المجاورة لها. فقد كانت في السابق من أكثر المناطق الزراعية وذلك لطبيعة تربتها وغزارة الأمطار فيها، طبيعتها الجبلية جعلت منها موطنًا طبيعيًا للعديد من الحيوانات لأنها بطبيعتها مرعى خصب لها، بالإضافة إلى أن الجبال جعلت الطريق وعرًا مما قلل تحرك الإنسان نحو الصيد، ومع مرور الوقت أصبحت محمية الوعول محمية طبيعية للعديد من الحيوانات البرية والطيور المهاجرة.
وقد كان السّبب الرئيسي لحماية هذه المنطقة احتـواؤها على قطيـع صغير متبقي من الوعول بحالتـه الفطريّة الذي سرعان ما زادت أعداده بعد الحماية. كما يوجد في المحميّة الوبر بأعداد جيدة وكذلك الثّعالب وعدة أنواع من القوارض والطّيور التّي من أهمها الحجل الرّملي وعدد من أنواع الزّواحف.
وقد تم إعادة توطين أعداد من ظبي الإدمي في المحمية عام 1990م تأقلمت مع طبيعة المنطقة وتنامت أعدادها بشكل جيد.
تتميز المحمية بالمناخ الصحراوي الذي يتميز بالخصائص القارية، حيث أنه يتميز في فصل الصيف بشدة الحرارة، أما في فصل الشتاء يتميز بشدة البرود، أما في فصلي الخريف والربيع تكون درجة الحرارة فيهما معتدلة، كما أن الأمطار تعد قليلة في المناطق الداخلية.