Водлозерский национальный парк представляет собой массив болотно-таежных угодий, который по своим размерам, степени сохранности и целостности является одним из крупнейших в Европе и мире. В настоящее время лесной массив Водлозерья представляет собой своеобразный остров в море вырубок. Леса Парка производят незабываемое впечатление по причине их природной ненарушенности, величины и возраста древесных пород. Озера Парка обладают большой ценностью. Сохранившиеся и восстановленные памятники деревянной архитектуры на островах придают Водлозерью своеобразный облик.
В Парке расположены места обитания ряда видов животных и растений, имеющих всемирное значение для науки и сохранения биоразнообразия природы. Здесь сохраняется большое количество редких видов фауны; охраняется ряд представителей фауны, внесенных в международную Красную книгу МСОП, среди которых особо важное значение имеют рыбоядные хищные птицы (орлан-белохвост, скопа), а также беркут. Местная популяция орлана-белохвоста и скопы является одной из самых крупных из известных в Европе внутриконтинентальных популяций.
Водно-болотные угодья Парка имеют международное значение как узел миграции и размножения водоплавающих птиц (гагары, лебеди, утки, гуси, кулики и чайковые птицы), в том числе редких (лебедь малый, кликун, белощекая казарка). В Парке сосредоточена крупнейшая в Европейской части России группировка тетеревиных и изолированная популяция лесного северного оленя. Водлозерский парк обеспечивает репродукцию этих, а также других таежных видов (бурый медведь, волк, лисица, рысь, норка американская, куница, росомаха, барсук и т.д.) на обширную окружающую территорию, в 15-20 раз превышающую по площади Парк. При этом донорская роль Парка все время возрастает из-за быстрого обеднения видового состава животных в соседних регионах.
Флора Парка отличается необычно высокой насыщенностью редкими видами. Парк фактически выполняет роль убежища этих видов в Европе.
Значительная часть территории Парка является одним из крупнейших в мире и самым большим в Европе комплексным болотно-лесным заповедником. При этом болота занимают свыше 40% всей площади Парка. Первозданные озерно-болотные системы Парка играют важнейшую роль в поддержании стабильного водного баланса обширной территории водосборного бассейна Балтики. Болотные комплексы Парка, вследствие их полной ненарушенности, имеют огромное значение для изучения циклов СО. Для этой территории также характерен естественный ход гидрологических процессов, отсутствие какого-либо антропогенного воздействия и загрязнения, что является большой редкостью в настоящее время.
На территории Водлозерского парка находятся уникальные памятники истории Земли. Здесь представлено уникальное разнообразие почти всех форм водно-ледникового рельефа: озовые гряды, флювиогляциальные дельты, меандры, дюны, морены, друмлиновые моренные равнины и др. Выделено более 30 геологических и геоморфологических памятников природы.