2000年成为国家级自然保护区,总面积扩大到17290公顷,是青海次生林中植物种类最多、群落系统最为复杂的林区,有五百八十多种植物,其中药用植物三百二十多种,鸟兽近百种,41种特有珍稀濒危植物,具有十分特殊的保护价值。
保护区处于青藏高原与黄土丘陵的交接地带,孟达林区山系属西倾山支脉──当慈五台山,为一强烈切割的断块高中山地,在保护区中央由冰川终碛形成了一条横截大坝,截断河流,形成了面积约为300亩的天池。保护区由于地处黄河狭谷和东南季风的通道上,年均气温5.4°C,风速小,因此保护区的森林植物十分繁茂,种类繁多,结构复杂,形成了与青藏高原和四周迥然不同的自然景观。由于它独特的地形,迎接着夏季的东南季风,使含大量水汽的气流遇阻而上升,在林地上空形成降雨云,使林区获得较为充沛的雨水,推算年降水量600多毫米。高山深谷和天池形成的小盆地,使林区保持着气候温和、空气湿润、土壤有机质丰富的生态环境,为植物的生存,繁殖提供了非常有利的条件。
林区森林覆盖面积14万余亩,亚热带和暖温带的一些植物也生长在这里,有种子植物89种、301属、530多种,种类占全省的四分之一,另有蕨类植物10种。 木本植物有台湾桧、藤山柳、辽东栎、华山松、珍珠梅、华秸竹、大叶钓樟、猕猴桃、文冠果、巴山冷杉等数十种。孟达林区500多种植物中,有50多种植物是省内其他地区没有的。如生长迅速的温性针叶松、华山松、林质坚硬的辽东栎和高山建群树种巴山冷杉,还有钓樟、肆萼猕猴桃,华秸竹等。 
孟达林区的药用植物有300多种,其中载入国家药典的有81种。较为名贵和稀有的药材有大叶三七、羽叶三七、贝母、何首乌、自首乌、大黄、羌活、蕤生、党参、玉竹、祖师麻、柴胡等。还有川赤芍、类叶升麻、乌头、远志、雨叶丁香、土三七、落新妇、龙胆、鬼血、莲子叶、山荷叶等常用药材,分布最多的是短尾淫羊藿和紫花穗米荠。
孟达林区可供观赏的珍奇植物不下百种。丁利、珍珠梅、太平花、玫瑰、海棠等等,早已种植于庭院和公园为人们所熟悉。而大量美丽多采的观赏植物,只有身临孟达林区才能欣赏到它们的千姿万态。有不同花色的各种杜鹃,有花瓣似绸的绿绒蒿和花型和如卵的黄花杓兰,还有花似悬铃的铃子草沙参和芳香扑鼻的山梅花,各种蔷薇、绣绒菊、忍冬和红瑞木等在林内林外到处可见。那些攀缘青杆直上树端的铁线山柳好比巨蟒缠身;造型奇特的铺地蜈蚣则是理想的盆景植物;别具风姿的射杆使人久久难忘;一片片柳兰和山丹丹更觉鲜艳动人。这一切使孟达自然保护区成为青海高原上的天然大花园。 
孟达林区还有猞猁、狍鹿、麝子、黄羊、石羊、狐狸、苏门羚(又名鬣羚,俗称四不象)和野猪等野生动物10多种,以及雪鸡、马鸡、雉等飞禽30多种。1973年放养在天池里的鲤鱼可长至重3.5-4公斤,另有鲫鱼、白鲢、狗鱼、湟鱼等多种鱼类。这些飞禽走兽和鱼类使林区生意盎然,景致迷人。
孟达林区的大森林中有一个风光绮丽的高原湖泊—天池。孟达天池四周群山环抱,峰谷相间,森林葱郁。有5条沟谷,在木厂沟中部,由于第四纪冰川刨蚀而成的前碛堤和后来山体崩塌,大量巨石岩块层堆积堤上,构成一座长200米,厚100多米,高60~80余米南北走向的"天然大坝",截断水流形成东西长700米,南北宽250米,平均水深15米。天池水面海拔2504米,蓄水量200万立方米的高山湖泊。集水面积20平方公里,七八月分最大水深可达26米,蓄水量增到300万立方米。天池水体清澈,水质良好。池周有飞来峰、卧虎峰、回音崖、一线天、五子拜佛石、蛤蟆石、天然大坝以及奇松、山泉、飞瀑许多景点,湖光山色非常幽美。池水清澈,水质甘美,是令人神往的旅游胜地。