Особенности рельефа государственного природного заказника определяются обширной озерно-ледниковой котловиной, окруженной грядами моренных и камовых холмов. Котловина вместе с окружающими ее возвышенностями достигает в поперечнике 20 - 25 километров и ориентирована с северо-запада на юго-восток.
В почвенном покрове государственного природного заказника преобладают болотные почвы с мощным моховым очесом до 0.5 метра. Под лесной растительностью распространены подзолисто-глеевые и торфяно-глеевые почвы.
Расположенное на территории государственного природного заказника озеро Шиченгское - единственный на территории Сямженского района крупный водоем с площадью водного зеркала 1020 га. Оно имеет длину 4.3 километра и ширину 2.5 километра. На дне мощный, до 2 метров, слой ила. Из прибрежно-водных растений наиболее распространены тростник и хвощ, а из водных - кубышка, кувшинка, рдесты. На западном берегу озера имеется сплавина, местами ее ширина достигает 150 метров. Берега озера торфянистые, заболоченные и низкие.
Шиченгское озеро и одноименное болото являются регуляторами водного режима рек Сямжены, Шиченги и Кубены. Болотный массив - один из самых крупных в Вологодской области и имеет высокую урожайность клюквы.
В озеро Шиченгское впадает река Большая Сондушка, которая берет начало с холмов, ограничивающих котловину с юга. Из озера вытекает река Шиченга, являющаяся притоком Сямжены.
В растительности государственного природного заказника преобладают болотные комплексы, занимающие 52.6% его площади. Они представлены всеми группами болотных ассоциаций, встречающихся в Вологодской области. На участках, занятых верховыми болотами, преобладает сфагнум бурый с водяникой, вереском и клюквой. Встречаются багульник, кассандра, подбел. Древесный ярус сильно изрежен, с большим числом усыхающих сосен высотой 3 - 4 метра. Болотный массив имеет огромные запасы торфа (около 350 млн. куб. м) при средней мощности торфяной залежи 2.5 метра.
Лесная растительность государственного природного заказника занимает 38.6% его площади. В ней преобладают сосняки сфагновые и багульниковые. Встречаются также ельники-черничники и ельники-долгомошники и березняки разнотравные.
В лесах государственного природного заказника произрастают несколько видов растений семейства орхидных.
В водоемах встречаются виды флоры и фауны, занесенные в Красную книгу Вологодской области и Красную книгу Российской Федерации: кувшинка белая, скопа.
Разнообразна фауна государственного природного заказника. Из млекопитающих здесь обычны лось, кабан и заяц-русак. На реках имеются многочисленные плотины и поселения бобров. Среди птиц много водоплавающих (кряковые утки, серебристые чайки).