保护区地处黑龙江与乌苏里江汇流的三角地带,属低冲积平原沼泽湿地,为三江平原东端受人为干扰最小的湿地生态系统的典型代表,也是全球少见的淡沼泽湿地之一.区内泡沼遍布,河流纵横,自然植被以沼泽化草甸为主,并间有岛状森林分布,均保持着原始自然状态.保护区内动植物资源丰富,共有脊椎动物291种,其中国家一级保护的野生动物有白鹳、丹顶鹤,白尾海雕等9种,国家二级保护的野生动物有大天鹅、白枕鹤、雷鸟、水獭、猞猁等32种；有高等植物近500种,其中野大豆、黄菠萝、水曲柳被列为国家二级保护野生植物.

三江平原位于黑龙江省的黑龙江和乌苏里江的顶端，为一个面积约为500万公顷的冲积平原。三江国家级自然保护区位于三江平原的最东部，北隔黑龙江、东隔乌苏里江与俄罗斯毗邻。保护区总面积为198,100公顷，其中核心区面积为66,050公顷，缓冲区面积为27,964公顷，实验区为104,075公顷。记录有哺乳类38种，鸟类231种，爬行类7种，两栖类5种，鱼类77种。其中包括东方白鹳、丹顶鹤、中华秋沙鸭、金雕、白尾海雕及玉带海雕等国家重点保护动物。在以前的自然状态下，泛洪平原生态系统由苔草沼泽、芦苇沼泽、湿草甸、牛轭湖、河边灌柳及杨桦林组成。在该项目区内主要有三江国家级自然保护区和洪河国家级自然保护区。