Большую часть территории Заказника занимает обширное верховое болото с низинными и переходными окраинами, не подвергавшееся осушению. Здесь представлены все основные болотные растительные сообщества восточно-прибалтийского региона. На территории сохранились древние песчаные дюны и морские террасы, покрытые сосновыми и смешанными лесами. Акватория и прибрежная зона водохранилища Сестрорецкий Разлив, приустьевые участки р.Сестры и р.Черной (Песочное), Сестрорецкое болото являются местами гнездования и массовых миграционных стоянок многих видов птиц.
В границах Заказника расположены водные объекты, находящиеся на основании Водного кодекса Российской Федерации в федеральной собственности: водохранилище Сестрорецкий Разлив, р.Черная (Песочное), р.Сестра.
Особо ценными природными комплексами и объектами, расположенными в границах Заказника, являются:
Сестрорецкое болото;
водохранилище Сестрорецкий Разлив;
долины р.Сестры и р.Черной (Песочное);
древние морские террасы и дюны;
месторождение лечебных гиттиевых глин;
виды, занесенные в Красную книгу Российской Федерации: среднерусская белая куропатка (Lagopus lagopus rossicus Serebrowsky), большой кроншнеп (Numenius arquata L.); полушник озерный (Isoetes lacustris L.), полушник щетинистый (Isoetes setacea Lam.).