Праядром заповідника стала ділянка угідь Фрідріха Фальц-Фейна, який у 1898 за власною ініціативою (а така ініціатива була першою(!!!) у світі) вилучив її з господарського використання заради благородної мети.
    Заповідний степ складається з трьох масивів: Північний, Південний і Великий Чапельський під (тобто низинне місце).
    Суха мова статистики каже, що тут зростає 478 видів вищих рослин. Але вона не може передати різноманіття всіх проявів, букету запахів, притаманних лише дикому степу, а також ту особливість, що степ постійно змінює своє забарвлення.
    Тваринний світ заповідного степу, в основному, зберіг свою аборигенну фауну, за винятком крупних видів ссавців та птахів. Тут зустрічаються типові мешканці степового ландшафту: малий ховрашок, степовий байбак, тушканчик великий, заєць-русак, мишовидні гризуни, а також середні та дрібні хижаки: звичайна лисиця, степовий тхір, ласка.
    Великий Чапельський під (4х6 км) - унікальна депресія (зниження земної поверхні), для якої характерно періодичне заповнення талою водою. На цій території в умовах, наближених до природних, утримуються табуни диких копитних з різних континентів: бізони, сайгаки, лань європейська, коні Пржевальського, туркменські кулани (дикі осли), благородні олені, кафрські буйволи. Влітку сюди випускають антилоп канна (батьківщина яких - Африка), гну та нільгау, зебр та вихідців з далекої Індії – гаялів (різновид бика). Ближче до осені в центрі поду збирається велика кількість перелітних птахів: різні види качок, багатотисячні зграї журавлів, сірих гусей, куликів.
    Чимало видів рослин і тварин занесено до "Червоної книги України" та міжнародних червоних списків.