
Theo kết quả khảo sát, điều tra về tài nguyên động vật rừng đã xác định có 205 loài có xương sống thuộc các lớp ếch nhái, bò sát, chim và thú (chiếm ~91% các loài động vật trong toàn tỉnh Bà Rịa-Vũng Tàu), một số loài quý hiếm có tên trong sách đỏ thế giới và Việt Nam như: Khỉ đuôi dài, khỉ đuôi lợn, gà lôi hông tía, cu li nhỏ, rùa núi vàng...
Nằm trong khu bảo tồn có khoảng 43km sông - hồ - suối thường có nước quanh năm, diện tích mặt nước thay đổi theo mùa, đặc biệt về phía Đông Bắc có suối nước khoáng nóng Bình Châu với nhiệt độ từ 60-800C, nơi đây đã được Tổ chức Du lịch thế giới chính thức công nhận là 1 trong 65 khu du lịch sinh thái bền vững của 47 quốc gia trên thế giới.
Đây là khu rừng nguyên sinh ven biển duy nhất còn lại tương đối nguyên vẹn của Việt Nam. Rừng ở đây là nơi cư trú cho các loài sinh vật, đặc biệt là các loài quý hiếm đang có nguy cơ bị tuyệt chủng; Khu bảo tồn còn có chức năng phòng hộ môi trường vùng ven biển, bảo vệ cảnh quan thiên nhiên, phục vụ nghiên cứu, thực nghiệm khoa học, giáo dục bảo tồn, vui chơi giải trí và tổ chức các hoạt động du lịch sinh thái… Chạy dọc theo phía Nam của Khu bảo tồn thiên nhiên Bình châu – Phước Bửu có 17km bờ biển, mực nước thoai thoải, bãi cát sạch, mịn, bằng phẳng hình thành nên các bãi tắm tự nhiên. Hiện nay, nơi đây đã thu hút nhiều công ty, doanh nghiệp trong và ngoài nước đến đầu tư và phát triển với nhiều loại hình du lịch sinh thái.
Khu bảo tồn thiên nhiên Bình Châu – Phước Bửu được công nhận theo Quyết định số 194/CT ngày 9 tháng 8 năm 1986 của Chủ tịch Hội đồng Bộ trưởng (nay là Thủ tướng Chính phủ).