Tortuguero tiene una enorme importancia ecológica. Su fauna y flora es rica y variada. Existen 717 especies de plantas, incluyendo 144 únicas o en peligro de extinción. De éstas, 265 son especies indicadoras de terrenos pantanosos, 132 especies de árboles, 79 especies de juncos (Cyperaceae), 78 hierbas (Graminae), 38 especies de helechos (Filicínea) y 20 especies de orquídeas (Orchidaceae). De entre todas, 37 crecen solo en Tortuguero. Los arboles más conocidos de la reserva son el Algarrobo, el Pajuil, el Cedro Hembra, La Maga y el Capa Prieto.

Encontramos además, 7 especies de plantas insectívoras, dos de las cuales son únicas en el mundo. El Rocío del Sol  no se encuentra en ninguna otra parte de Puerto Rico (aunque sí fuera de aquí). Atrapa los insectos por medio de un sistema de vellos pequeños y pegajosos. La "terrestrial bladderworth" existe en muy pocos parajes de El Yunque. Es una planta pequeña que se alimenta de insectos que habitan cercanos a la superficie. De los insectos depredadores que habitan el área, el más voraz lo es el mantis. De no encontrar otra presa se atacan entre sí. La hembra se come al macho durante, o después del apareamiento.

La laguna tomó notoriedad al observarse la presencia de caimanes. No son autóctonos y posiblemente fueron introducidos al poner en libertad crías compradas en tiendas de mascotas. Su tamaño es relativamene pequeño, llegando a medir unos cinco piés. La hembra pone entre 15 a 30 huevos en un nido de plantas y tierra, y se mantiene cerca cuidándolos de depredadores. Las crías pequeñas se alimentan de insectos, crustáceos y caracoles. Al crecer su dieta incluye peces, anfibios y aves acuáticas. Debido a la alta densidad y distribución, que tenía la población establecida, se preparó el Plan de Control Poblacional. Este Plan comenzó de lleno en Junio de 1985. Los caimanes son de hábitos nocturnos. El método para localizarlos es observando cuando sus ojos brillan en la obscuridad al ser alumbrados con una linterna.   Encuentra el caimán

Aunque la presencia de caimanes (Caiman Crocodilus) ha puesto en peligro la reproducción de la fauna acuática de Tortuguero, pescadores del área han colgado anguilas, agujones, sábalos, robalos, jureles, mojarras, chopas, tilapias y lobinas.

Un estudio arqueológico llevado a cabo en el 1993 demostró la existencia de un yacimiento indígena. El lugar fué habitado por los indios desde los años 110 A.C. hasta 1200 D.C.

Se han observado 83 especies de aves distribuidas a través de toda el área de la Reserva. En la Laguna podemos encontrar la Tigua (Podiceps dominicus), el Pato Chorizo (Oxyura jamaicensis), la Gallareta inglesa (Portphyrula martinica) y el Gallito (Porzana carolina), cuatro especies de aves muy raras en Puerto Rico. Las primeras tres son residentes en Puerto Rico mientras que el Gallito (Porzana carolina) es un ave migratoria y rara en la Isla. En los mogotes abundan el Guaraguao, el Múcaro Común y el Pájaro Bobo Mayor, entre otras aves.

En junio del 2007 el Departamento de Recursos Naturales y Ambientales (DRNA) anunció la adquisición de dos fincas que totalizan 232 cuerdas de terreno en la Reserva Natural de la Laguna Tortuguero entre los municipios de Manatí y Vega Baja.  Esta adquisición amplía la proporción de terreno bajo el manejo de la agencia en dicha área y permite la apertura de la misma para actividades recreativas y educacionales. Con estas adquisiciones de la Finca Nolla de 212 cuerdas y la Finca Conchita de 20 cuerdas en el área de la Laguna Tortuguero, declarada así en 1979, por primera vez el DRNA obtiene el derecho de ocupación y la capacidad de manejar los ecosistemas presentes en estas propiedades.

La Finca Nolla, por su parte, tiene una cabida de 212 cuerdas y constituye una de las zonas dentro de esta reserva natural de mayor biodiversidad que incluyen: los mejores relictos de suelos de arena silícea en Puerto Rico con una multiplicidad vegetal de especial rareza en la Isla; ciénagas de hidrología estacional sobre suelos orgánicos y sus zonas transicionales; sistemas de pantanos de Pterocarpus y rasgos calizos forestados denominados mogotes.

Esta finca exhibe una cobertura boscosa considerable; aproximadamente 45-60% de su superficie lo constituye un bosque estacional húmedo desarrollado sobre el depósito de arena silícea aún presente. Este bosque constituye un ecosistema ya desplazado del resto de la costa norte del País por el desparramamiento urbano. Algunas zonas de arena silícea al noreste de la finca muestran arboledas abiertas, en donde la capa vegetal no es uniformemente densa y se intercala con vegetación herbácea, también característica de estos suelos minerales, incluyendo varias especies insectívoras y leguminosas designadas en peligro de extinción.

Mientras que la finca Conchita Rodríguez tiene una cabida de 20 cuerdas y comparte algunos de los tipos de hábitat de la Finca Nolla, parte de sus humedales se han visto afectados una especie exótica invasora: el árbol Melaleuca quinquenervia. La adquisición de esta finca permite al DRNA manejar directamente la presencia de esta especie invasora articulando un control efectivo que impida su dispersión a otras zonas ecológicamente viables en la reserva natural.

La amenaza mayor a la que se enfrenta ésta reserva está compuesta por la cacería de aves, la pesca ilegal, la erosión y contaminación causada por proyectos de construcción demasiado cercanos al área.

El Reglamento de la Cuenca Hidrográfica de la Laguna Tortuguero del 20 de octubre de 1978 establece y califica los terrenos y los usos a permitirse en los terrenos demarcados que comprenden la cuenca hidrográfica de la Laguna Tortuguero.