Гыданский полуостров имеет хорошо развитую гидрографическую сеть, хотя и в меньшей степени, чем Ямал (реки Монгоче-Яха, Пухуча-Яха, Еся-Яха, Нейта-Яха, Мангты-Яха, Нява-Яха и др.; озера Ярого, Хучето, Хосато, Нгэтато, Ямбуто и др.). Большие озера, расположенные на водоразделе с Енисеем, имеют сток в Юрацкую губу. В гидросети заповедника нет горных рек. Все реки снегового питания с ярко выраженным весенне-летним паводком и меженным периодом, имеют равнинный характер, их течение спокойное.
В период с большим количеством осадков реки становятся полноводными, поэтому их русла хорошо разработаны, берега в основном крутые, обрывистые. Наиболее крупные реки проходимы для моторных лодок. Реки вскрываются в середине июня, паводок длится 5-7дней, летом мелеют. Гидрологическая сеть Гыдана имеет большое значение для местной водной и околоводной фауны. Из-за благоприятного среднегодового кислородного режима местной гидросети и омывающих Гыдан вод полуостров имеет особо важное значение для сохранения гидрофауны Западной Сибири и Карского моря.
Гыданский полуостров, как и большая часть площади Ямало-Ненецкого округа, входит в ареал сукцессионной системы Ямальского ботанико-географического района Северно-таежной провинции с климаксовым сообществом (по Разумовскому, 1981).
Из-за геологической молодости почвенно-растительного покрова, отдаленности и отсутствия контакта с Заполярным Уралом (в отличии от южного Ямала) сукцессионная система Гыдана беднее южно-ямальской - заполярно-уральской. Само ее развитие не завершено, но достигло максимально предклимаксовой стадии.
В связи с довольно поздним появлением здесь крупнотабунного оленеводства и небольшой освоенностью полуострова современной промышленностью, естественный почвенно-растительный покров сохранился практически в неизменном виде (особенно в северной и восточной части Гыдана).
Острова Карского моря и северные территории полуострова Гыданский заняты сообществами арктических тундр. Для них характерны участки оголенного грунта, пестрота растительного покрова, образуемого мхами, лишайниками, стелющимися кустарниками и некоторыми видами трав. На островах и материке (вдоль побережья и в долинах рек) распространены травяные и гипново-травяные болота.
На полуострове Гыданский моховые тундры являются характерной группой ассоциаций на дренированных и слабозаболоченных водоразделах с суглинистыми почвами. Они представлены тальниково-ерниково-моховыми и травяно-моховыми ассоциациями. Первым присущи синузии кустарников до 3 м и довольно пестрый травяной ярус. Травяно-моховые ассоциации распространены по открытым холмистым пространствам. Кустарники стелются по моховому покрову и не возвышаются над травами, среди которых преобладает осока жесткая. Напочвенный покров - гипновые мхи с небольшим количеством лишайников.
Среди лишайниковых тундр в основном преобладают мохово-лишайниковые ассоциации. Их напочвенный покров - кустистые лишайники. В кустарниково-травяном разреженном ярусе много трав, из кустарников - брусничные и ивы. Здесь же стелющиеся ерники и тальники. На сухих возвышенных местах встречаются лишайниковые тундры с преобладанием алекторий. Травяно-кустарничковый ярус этих ассоциаций беден и отличается присутствием кассиопеи.
Тундровые ивняки мохово-лишайниковьгх тундр Гыдана характерны для речных долин и водоразделов там, где бывает сплошной снеговой покров до 30-60 см. Высота снежного покрова лимитирует высоту ивняков. Почва здесь оттаивает глубже, чем в моховых тундрах, что способствует формированию хорошего травяного покрова с пушицей и злаками. Моховой покров состоит из сфагновых и зеленых мхов. В низинах преобладают сфагновые мхи, появляется водяная осока и другие болотные травы.
Болота занимают на водоразделах плоские слабодренированные понижения, образуя с тундрами своеобразный тундровый комплекс растительности. В поймах рек наиболее распространены низинные болота. На территории заповедника широко представлены комплексные переходные болота, приуроченные к обширным понижениям на водоразделах и к поймам рек. Среди них преобладают кустарничко-моховые, плоскобугристые кустарничко-осоково-моховые, полигонально-валиковые осоково-сфагновые болота. В междуречных пространствах и в поймах рек встречаются низинные болота, в основном травяно-осоковые и ивняково-осоковые.
Заросли кустарников наиболее распространены в подзоне типичных тундр и изредка - в подзоне арктических тундр. Из кустарников преобладают ивняки травяно-моховые, злаково-разнотравные, осоковые и ерники травяно-моховые.
Луговая растительность на территории заповедника представлена небольшими участками в поймах рек по берегам Гыданской и Юрацкой губ на месте высыхающих озер. Здесь распространены осоково-злаковые луга (в том числе закустаренные), хасыреи, приморские засоленные луга или "тампы" и небольшие тундровые осоково-разнотравные луговины.
Фауна Гыдана изучена слабо. Видовой состав животных здесь гораздо беднее, чем на Ямале или в прилежащих областях Западной Сибири. Резко континентальный климат, вечная мерзлота ограничивают обитание многих из них. Так, например, на Гыдане отсутствуют земноводные и пресмыкающиеся.
Ихтиофауна, напротив, довольно богата: порядка 20 видов рыб, в том числе ценные промысловые, такие как осетр, нельма, муксун, чир, пыжьян, омуль, хариус, навага, камбала и др. Большинство из них широко распространены на полуострове. Безусловно, осетровые, лососевые и сиговые заслуживают особой охраны и изучения, так как местные популяции практически не исследованы.
Недостаточно изучена и орнитофауна. По имеющимся данным, она насчитывает около 100 видов. В основном это перелетные птицы, появляющиеся здесь на период гнездования и заселяющие все районы от юга Гыданского полуострова до северных островов. Среди них несколько видов являются редкими и занесены в Красную книгу России - краснозобая казарка, орлан-белохвост, сокол сапсан, кречет и др.
Зоологи насчитывают около 30 видов млекопитающих. Достоверно известно об обитании здесь малой и средней бурозубок. Морозы лимитируют проникновение на север мышей. Только лемминги заселяют весь полуостров. Среди хищных млекопитающих наибольшую ценность представляют песец, горностай и др. Белого медведя, некогда обычного обитателя Гыдана, теперь можно лишь изредка встретить на северных островах.
Морж ранее был типичным представителем южной части Карского моря, но в начале века численность его была сильно подорвана. В настоящее время одиночных зверей и небольшие группы изредка отмечают на северных островах. В то же время морской заяц, гренландский тюлень и нерпа на полуострове обычны, известны их заходы до Гыданской губы и в низовья наиболее крупных рек.
Если к побережью Ямала подходят 5 видов китообразных, то у Гыдана в последние годы зарегистрирована только белуха. Этот обычный обитатель прибрежных вод и всех губ в безледный период может заходить и в крупные реки. Тем не менее численность ее сильно подорвана.
Из копытных на Гыдане обитают лось и северный олень. Численность лося в последнее время постепенно увеличивается. Отмечены его появления в тундре вплоть до побережья. На северном побережье и на островах сохранилась небольшая популяция дикого северного оленя. Обитает она обособленно, оторвано от других популяций. Вполне возможно, что не так давно, в исторически обозримое время, на Гыданском полуострове обитал овцебык, в прибрежных водах - нарвал.
На Гыдане практически не обнаружены редкие и исчезающие виды растений. Однако территория полуострова мало изучена, в связи с чем требуется инвентаризация его флоры. При этом заповедник Гыданский может стать эталоном тундровых сообществ Арктики. Сохранность растительного покрова в целом на полуострове имеет особое значение. Незавершенность экогенеза, вечная мерзлота, резко континентальный климат делают растительный покров ранимым и трудно восстановимым. В то же время он имеет климатоформирующее, почвозащитное, противоэрозионное значение. Сохранность растительности тундровых сообществ имеет важное значение для животного мира. В целом растительный покров Гыдана менее трансформирован, чем на Ямале и в южных районах Западной Сибири.
В связи с малой изученностью нельзя сделать окончательный вывод о наличии на полуострове редких и исчезающих видов животных и растений. На сегодня известен лишь один представитель флоры, занесенный в Красную книгу Ямало-Ненецкого автономного округа - лаготис малый. Более широк перечень видов фауны: белый медведь, олень тундровый северный, морж атлантический, тулес, чернозобик, поморник короткохвостый, гагара белоклювая, лебедь малый, казарка краснозобая, пискулька, клоктун, турпан обыкновенный, орлан-белохвост, сапсан, кречет, осетр сибирский, голец арктический, муксун, тугун, хариус сибирский.
В последние 30 лет все компоненты ландшафтов северной тайги Западной Сибири, включая орнитокомплексы, испытывают мощное антропогенное воздействие. Беспрецедентное по скорости и масштабам освоение новых районов связано с разведкой, добычей и транспортировкой углеводородного сырья и созданием мощной инфраструктуры нефтегазового комплекса. Произошел значительный рост приезжего населения, которое концентрируется в новых городах и поселках, в основном расположенных в малообжитых и отдаленных местах, в непосредственной близости от ненарушенных в недавнем прошлом природных ландшафтов. Только в Ханты-Мансийском автономном округе численность населения с начала 70-х гг. возросла в 4 раза, а его энерговооруженность - в 400 раз. Вторжение столь значительного количества людей и техники в нестабильные условия северных экосистем не может не привести к их существенным нарушениям. На ранее не освоенных территориях сформировался новый тип антропогенного воздействия - техногенные загрязнения, влияние которых на многих участках уже запредельно.