Растительный покров этой территории очень разнообразен из-за разнообразия ландшафтов. Здесь можно увидеть равнины; долины рек и ручьев разной глубины, часто с крутыми склонами и террасами разных уровней; небольшие торфяники; участок побережья Финского залива.
Особенно большие площади на территории заказника занимают заброшенные сельскохозяйственные угодья, зарастающие в настоящее время различными мелколиственными лесами. Сохранились небольшие участки лугов, которые до сих пор выкашиваются.
Хвойные леса занимают не более половины площади, занятой лесной растительностью. Ельники можно встретить лишь в самой северо-восточной части. Вблизи границы с Линдуловской рощей сохранились небольшие массивы ельников 100—летнего возраста. Сосновые леса занимают значительно бо́льшие площади. Среди мелколиственных пород преобладает береза и серая ольха. Широколиственные породы — дуб, вяз, клен, липа, ясень — были посажены человеком.
Фауна
Разнообразие лесных биотопов и связь их с лесными массивами, примыкающими к заказнику, наличие рек и открытых участков на их берегах, а также прилегающая часть акватории Финского залива обеспечивают достаточно большое видовое разнообразие фауны позвоночных животных.
Здесь встречается 108 видов птиц и 31 вид млекопитающих, 3 вида земноводных и 3 вида пресмыкающихся. Из них 2 вида рептилий, 12 видов птиц и 8 видов млекопитающих занесены в
Красную книгу Санкт-Петербурга. Наиболее богаты в фаунистическом отношении хвойно-лиственные леса, особенно – примыкающие к поймам рек, где наблюдается не только высокая численность, но и значительное видовое разнообразие позвоночных животных. Из редких находок следует отметить гадюку, осоеда, чеглока, рябчика, длиннохвостую неясыть, желну, седого, белоспинного и малого пестрого дятлов, малую мухоловку.
Орнитофауна ельников, помимо таких фоновых видов, как крапивник, зарянка, певчий дрозд, представлена и более редкими видами: это дневные хищные птицы (ястреба – перепелятник и тетеревятник), совы (бородатая неясыть, воробьиный сычик). В заказнике живет охраняемый в регионе трехпалый дятел. В годы высокого урожая шишек ели здесь возможно гнездование клеста-еловика. Из млекопитающих постоянными обитателями этих биотопов являются, в основном, два вида землероек (обыкновенная и малая), белка и куница.
В сосняках, всегда отличающихся небогатой орнитофауной, обитают все виды обычные для этого типа лесов в регионе. Из видов, редко гнездящихся в городе, следует отметить желну, козодоя, дерябу и особенно юлу, для которой территория Гладышевского заказника в настоящее время — единственное достоверно установленное место гнездования. Здесь же, в сосняках, отмечены места весенней концентрации глухаря. На некоторых участках сосняков встречается ломкая веретеница — ящерица, включенная в Красную книгу Санкт-Петербурга.
В междуречье рек Черной и Гладышевки и на лугах вдоль железнодорожного полотна гнездятся коростель, луговой чекан, жулан, речной сверчок, садовая камышевка, серая славка и др. В поймах рек и их притоков встречается перевозчик, гнездящийся по береговым склонам, отмечены выводки белой трясогузки, кряквы, гоголя; из млекопитающих обычны американская норка и ондатра. На отдельных участках рек и ручьев обитает оляпка, различные виды ночниц, водяная кутора, выдра — виды, включенные в Красную книгу Санкт-Петербурга.
Наиболее значимое место для водоплавающих и околоводных птиц — устье р. Черной и прилегающая к нему прибрежная часть Финского залива. Ранней весной, когда большая часть Финского залива еще покрыта льдом, на промоинах на месте впадения реки в залив концентрируются на стоянках чайки (серебристая, сизая, озерная) и утки, в основном кряква.
Благодаря постоянной подкормке птиц отдыхающими пансионата «Черная речка» сформировалась достаточно крупная и устойчивая популяция кряквы в устье р. Черной и на прилегающем к ее западному берегу участке акватории залива. Изредка и в незначительном количестве на весенних миграционных стоянках наблюдаются чомга, большой баклан, лебедь-кликун, чирок-свистунок, хохлатая чернеть, гоголь и большой крохаль. В разные периоды сезонных миграций здесь встречаются и редкие виды: клуша, малая крачка и галстучник.
Реки заказника входят в систему водоемов и водотоков, которая является единственным на Карельском перешейке местом совместного обитания благородных лососей рода Salmo (семги и кумжи) и двустворчатого моллюска — пресноводной жемчужницы (Margaritifera margaritifera). Эти виды находятся в симбиозе, так как молодь лососевых служит временным носителем личинок жемчужницы. Поэтому состояние популяции моллюска напрямую зависит от регулярности захода этих рыб в реки на нерест. Жемчужницы, фильтруя воду, очищают реку от взвешенных органических веществ. В заказнике осталось немного мест, пригодных для обитания данного моллюска. Основные причины его исчезновения — сокращение численности лососевых, загрязнение и нарушение водотоков.