У лоні каньйону зберігся гай реліктового виду ясеня, який пережив епоху заледеніння – ясеня согдійського. Інший подібний гай є лише у Північній Америці. З 1964 року Ясеновий гай оголошено пам'яткою природи. Також величезний інтерес представляє і туранговий гай — гай азіатської тополі.
Унікальність каньйону полягає в різноманітті різних видів флори та фауни. Наприклад, тільки в цьому місці можна побачити близько 1,5 тисяч видів рослин (причому 17 різновидів є дуже рідкісними і занесені до національної Червоної книги і знаходяться під охороною держави).
В ущелині живе 62 види ссавців. Тут можна зустріти лисиць, джейранів, сибірських гірських козлів, зайців, тушканчиків, ховрахів, горностаїв та кам'яних куниць. Чаринський каньйон став домом для 25 видів рептилій та 3 видів амфібій, а на його схилах орнітологи нарахували понад сто видів птахів.