เขตรักษาพันธุ์สัตว์ป่าภูเขียว เป็นป่าเบญจพรรณสลับเต็งรังที่หนาแน่นด้วยป่าไผ่ ป่าดิบแล้งกระจายตามหุบเขา หากดินตื้นก็จะเป็นป่าเต็งรังแทนที่ ด้านที่ติดอุทยานแห่งชาติน้ำหนาวมี ป่าสน ป่าก่อ ป่าเหียง กระจายอยู่ตามสันเขาทั่วไป พบซากฟอสซิลโบราณจำนวนมาก แม้แต่ฟอสซิลต้นตระกูลหมีแพนด้าหรือสัตว์คล้ายจระเข้และเต่าโบราณ และเป็นแห่งเดียวที่พบว่ายังมีสัตว์หายากคือกระซู่ เป็นแหล่งสมุนไพร ยุคไดโนเสาร์ มอสไลเคนส์ฝอยลม เกาะอยู่ตามกิ่งก้านและลำต้นไม้ทั้ เกาวัลย์เลื้อยพันธุ์ไม้ใหญ่ กุหลาบแดง สลัดได จันผา แหล่งอิงอาศัยล้วยไม้กว่าสามร้อยชนิด และกระโถนฤาษีพันธ์ไม้หายาก ขยายพันธุ์เองไม่ได้ก็มีอยู่ในป่าภูเขียวแห่งนี้ด้วยเช่นกัน พบร่องรอยแหล่งอาหารสัตว์ วิถีชีวิตความเป็นอยู่ของสัตว์ป่าอย่างใกล้ชิด เหมาะสำหรับเป็นแหล่งเรียนรู้ ค้นคว้าวิจัยวิถีชีวิตสัตว์ป่า ต้องจำกัดจำนวนผู้ที่จะไปศึกษาชีวิตสัตว์ป่า ต้องปฏิบัติตามกฎหมายอย่างเคร่งครัด ซึ่งเป็นผืนป่าแห่งเดียวของภาคอีสานที่ประชาชนทุกคนต้องหวงแหน ช่วยกันรักษา อย่าให้ถูกบุกรุกหรือทำลาย หรือมุ่งหวังธุรกิจท่องเที่ยว นอกจากนั้น บนผืนป่าแห่งนี้ ยังมี ทุ่งกระมัง มีพื้นที่มากกว่า 1,000 ไร่ มีหนองน้ำกลางป่าดงดิบเป็นแหล่งนิเวศน์ของสัตว์ป่าหลายชนิด นกป่าแสนสวยน่ารัก ประมาณ 400 กว่า ชนิด และสัตว์ป่าต่าง ๆ พากันกระทำภารกิจและหน้าที่ในพื้นป่า ผีเสื้อและแมลงแปลก ๆ บินร่อนว่อนเวียนดมตอมดอกไม้หลากสีและชนิดพันธุ์ช่วยผสมเกสรให้พันธุ์ไม้อย่างมหัศจรรย์ เป็นธรรมชาติสร้างได้อย่างลงตัวและสมบูรณ์ที่สุด