Akárcsak a Körös–Maros Nemzeti Park, a Bihari-sík tájvédelmi körzet is az utolsó, még többé-kevésbé természetes állapotú területek – egymástól néha meglehetősen távol eső – foltjainak hálózata, amelyeket mezőgazdasági területek választanak el egymástól. Ezek a védett területek jellemzően kisebb-nagyobb gyepfoltok, természetközeli állapotban megmaradt legelők, szikes, mezőgazdaságilag nehezen hasznosítható területek és alacsonyabb fekvésű nedves rétek, mocsárrétek.
A védett területek hűen őrzik az Alföld valaha volt tájképének lenyomatát, és – igen gyakran a fokozottan védett, értékes fajoknak élőhelyet biztosítva – az Alföld jellegzetes növény- és állattársulásainak biztosítanak túlélési esélyt.

Akárcsak a területtől északra, a Hortobágy, vagy délre, a Körös-völgy és a Sárrét esetében, a Bihari-síkot is az évszázadokon át itt kanyargó vízfolyások alakították, ezért növénytársulásait a zonális jellegzetességeken túl a víz közvetlen hatása befolyásolta. A vízrendezési munkálatok után itt is megindult a másodlagos szikesedés, míg a mélyebben fekvő területek megtartották nedves, lápos jellegüket.
A tájvédelmi körzet négy tájegységre terjed ki, részei a Hajdúság alatt, az országhatáron átnyúló Érmellék vidéke, attól délre, az országhatár mellett húzódó Bihari-sík, a Berettyó északi, hullámos tája, és nyugatabbra, a valaha volt Nagy-Sárrét északi része. A már említett általános sajátosságokon túl mindegyik vidéknek megvan a maga jellegzetessége.
Az Érmellék löszös tábláján mind a mai napig viszonylag nagy kiterjedésű, és természetes állapotú löszpusztagyepek húzódnak, míg a Bihari-sík jellemző társulásai a száraz, szikes gyepek és a gyakori erdőfoltok. A Berettyó körüli táj felszínét az egykor meanderező, főmedrét gyakran változtató folyó ágai, a kiszáradt vagy a nedves, lápos világot őrző medrei jellemzik. A Nagy-Sárrét egykor végeláthatatlan mocsaras, vízjárta világa már régen eltűnt, ma ez a terület is túlnyomó részben mezőgazdasági művelés alatt áll, de kisebb természetes gyeptársulások, nedves kaszálók, és lápos, zsombékos foltok máig több helyen fennmaradtak. Ezeken a nedvesebb területeken a sárga és a ritka korcs nőszirom, több kosborfaj és kornistárnics virít.

A Bihari-sík védett területeinek egy része a Hortobágyot idézi: sík, az év nagy részében száraz, szikes vidék, mozaikos növényzettel. A pusztán járva tűnhet csak fel a különbség, hogy – bár találni itt is a nyár közepére akár hófehérre világosodó szikfoltokat –, a szikpadkák jóval alacsonyabbak, ezért a mozaikosság sem olyan látványos, és az egyes sziki társulások észrevétlenül simulnak egymásba. A szikes részek jellemző növényei a sótűrő kamilla, mézpázsit, bárányparéj és sziki csenkesz.
A szikes területekre (akárcsak a Hortobágy déli szegélyén) gyakran löszös részek nyúlnak be, olykor magasabb térszínnel. Ezeken a kis löszfélszigeteken vagy szigeteken ligeti és osztrák zsálya, ökörfarkkóró és legyezőfű nyílik.

Csapadékos tavasz esetén gyakran megtörténik, hogy a rossz vízáteresztő-képességű szikes legelők napokig megtartják a lehullott csapadékot, ilyenkor az egész táj egyetlen nagy, ám mindössze néhány centiméter mélységű tocsogóvá alakul, amely néhány meleg nap alatt elpárolog – de addig csodálatos látványt nyújt, nem utolsósorban a kérész életű, tocsogó-tengert ellepő sziki és parti madarak (cankók, godák, bíbicek) tömege miatt.
Ezen túl azonban egész évben vagy az év nagy részében víz alatt álló terület viszonylag kevés található. A kisebb kiterjedésű mocsárrétek növényzete karakterfajait tekintve nagymértékben különbözik a hortobágyi zsombékosoktól: csetkáka, és több füzényfaj található ezeken a területeken, amelyek jellegzetes, értékes tájjá teszik a Bihari-sík (különösen Berettyóújfalutól nyugatra fekvő részek) nedves területeit.

A változatos élőhelyek következtében az állatvilág is igen sokszínű. A terület nagy részén a szikes legelőkre jellemzően alakul. A gazdag rovarvilág mellett a látogató szempontjából legszembetűnőbb csoport a túzok, a madarak közül a terület fő attrakciója. Stabil közössége él a homokpusztai gyepekből és a lucernatáblákból álló pusztán. Jellegzetes, bár ritkán látható, inkább csak hangja után felismerhető az ugartyúk, de a parlagi pityer már gyakran szem elé kerül. A nedves területek gyakori lakója a bíbic, és sárszalonka, piroslábú cankó, nagygoda is fészkel a területen. A kis csatornák mentén szürke és vörös gémek vadásznak, és meglehetősen gyakori az egyébként ritka sárgabillegető is. A Bihari-sík erdőfoltjaiban kék vércse, kerecsensólyom és pusztai ölyv fészkel.