Odlikuje se šumostepskom vegetacijom bogatog florističkog sastava. Najveću florističku vrednost predstavljaju četiri balkanska endemita: izdatljivica (Hypericum rumelicum), žuti šafran (Crocus moesiacus), kukurek (Helleborus odorus) i  divlji ječam (Hordeum leporium), kao i tri tercijarna relitka: kosovski božur (Paeonia decora), gorocvet (Adonis vernalis) i stepski bademić (Prunus tenella). Temeljnu vrednost predstavlja kosovsku božur, tercijarni relikt istočno-submediteranskog rasporostranjenja koji je prema kategorizaciji ugroženosti Međunarodne unije za zaštitu prirode (IUCN), proglašen za  ranjivu vrstu, što znači da je suočen sa visokom verovatnoćom da isčezne u prirodnim uslovima u bližoj budućnosti. Pored velikog značaja za nauku, ova vrsta ima izuzetan simbolički značaj u kulturnom, duhovnom i istorijskom nasleđu Srba. Mit o kosovskom božuru koji je ušao u narodnu poeziju, verovanja i običaje ima posebnu ulogu u očuvanju kolektivne svesti srpskog naroda kao deo legende o krvi Kosovskih junaka pretočenoj u cvet, kao simbol rodoljublja i svesnog žrtvovanja. Deo rezervata prekriva autohtona vegetacija šikarastih zajednica i livada, dok je deo po oranicama.

Gazimestan naseljava i interesantna fauna. Najznačajnije vrste su  kratkonogi gušter (Ablepharus kitaibelii), stepski drvolaz (Elaphe longissima), bakarna zmija (Coronella austriaca), golub pećinar (Columbia livia), gavran (Corvus corax), gačac (Corvus frugilegus) i idvlja guska (Anser anser).

S obzirom da je u rezervatu izgrađeno nekoliko značajnih spomeničkih objekata, on uživa zaštitu i kao Memorijalno-spomenički kompleks. Na Vidovdan 18. juna 1389. odigrala se Kosovska bitka iizmedju turskih osvajača i srpske vojske. U slavu knezu Lazaru i mnogim vitezovina, na Gazimestanu su podignuta tri spomenika kulture: Spomenik Kosovskim junacima, Mermerni stub sa stihovima despota Stefana lazarevića i Turbe tri barjaktara.