Selon la classification écologique de la commission de coopération environnementale, Long Point est située dans l'écorégion de niveau III des basses-terres du lac Érié, elle-même située dans l'écorégion de niveau I des forêts tempérées de l'Est. Cette écorégion est caractérisée par l'un des climats les plus doux du Canada.
La péninsule de Long Point est caractérisée par la forêt carolinienne, ou forêt feuillue de l'Est. On y retrouve 660 espèces de plantes vasculaires. Les premières plantes à coloniser les dunes fraichement créées sont le peuplier deltoïde (Populus deltoides) et le genévrier de Virginie (Juniperus virginiana). Ceux-ci sont remplacés par des marécages de mélèze laricin (Larix laricina) et de thuya occidental (Thuja occidentalis), des forêts de pin blanc (Pinus strobus) et de thuya occidental ainsi que des savanes de bouleau à papier (Betula papyrifera) et de chêne rouge (Quercus rubra). Les marais peu profonds sont quant à eux occupés en majorité par les quenouilles (Typha sp.).
On retrouve 47 espèces de mammifères à Long Point. Le seul ongulé encore présent est le cerf de Virginie (Odocoileus virginianus). Les carnivores présents dans la région sont le coyote (Canis latrans), le renard roux (Vulpes vulpes), le renard gris (Urocyon cinereoargenteus), le raton laveur (Procyon lotor), l'hermine (Mustela erminea), la belette à longue queue (Mustela frenata), le vison d'Amérique (Neovison vison), le blaireau d'Amérique (Taxidea taxus), la mouffette rayée (Mephitis mephitis), la loutre de rivière (Lontra canadensis), et le lynx du Canada (Lynx canadensis). Les petits mammifères que l'on retrouve dans la réserve sont l'opossum de Virginie (Didelphis virginiana), la musaraigne cendrée (Sorex cinereus), la musaraigne fuligineuse (Sorex fumeus), la grande musaraigne (Blarina brevicauda), la petite musaraigne (Cryptotis parva), la taupe à queue velue (Parascalops breweri), le condylure à nez étoilé (Condylura cristata), le Lapin à queue blanche (Sylvilagus floridanus), le lièvre d'Europe (Lepus europaeus), le tamia rayé (Tamias striatus), la marmotte commune (Marmota monax), l'écureuil gris (Sciurus carolinensis), l'Écureuil roux (Tamiasciurus hudsonicus), le petit polatouche (Glaucomys volans), le castor du Canada (Castor canadensis), la souris à pattes blanches (Peromyscus leucopus), la souris sylvestre (Peromyscus maniculatus), le campagnol-lemming de Cooper (Synaptomys cooperi»), le rat musqué (Ondatra zibethicus), le campagnol sylvestre (Microtus pinetorum), le campagnol des champs (Microtus pennsylanicus), le rat surmulot (Rattus norvegicus), la souris commune (Mus musculus), la souris sauteuse des champs (Zapus hudsonius) et le porc-épic d'Amérique (Erethizon dorsatum). On y retrouve aussi les chauve-souris suivantes: la Petite chauve-souris brune (Myotis lucifugus), le chauve-souris pygmée (Myotis leibii), la chauve-souris nordique (Myotis septentrionalis), la chauve-souris argentée (Lasionycteris noctivagans), la Pipistrelle de l'Est (Perimyotis subflavus) et la grande chauve-souris brune (Eptesicus fuscus).
La position méridionale de la péninsule permet d'observer plusieurs espèces rares au Canada, comme la petite musaraigne, la pipistrelle de l'Est, le blaireau d'Amérique, le renard gris, la chauve-souris nordique, le petit polatouche et le campagnol sylvestre. Plusieurs espèces ont cependant disparu de la région depuis le début de la colonisation, soit le Wapiti (Cervus canadensis), le lynx roux (Lynx rufus), l'ours noir (Ursus americanus), le loup de l'Est (Canis lycaon) et le lièvre d'Amérique (Lepus americanus).
On retrouve 34 espèces d'amphibiens et de reptiles dans la région de Long Point. Les urodèles que l'on retrouve sont le necture tacheté (Necturus maculosus), le triton vert (Notophthalmus viridescens), la salamandre à points bleus (Ambystoma laterale), la salamandre de Jefferson (Ambystoma jeffersonianum), la salamandre maculée (Ambystoma maculatum), la salamandre à quatre doigts (Hemidactylium scutatum) et la salamandre rayée (Plethodon cinereus). Les anoures de la région sont le crapaud d'Amérique (Anaxyrus americanus), le crapaud de Fowler (Anaxyrus fowleri), la rainette versicolore (Hyla versicolor), la rainette crucifère (Pseudacris crucifer), la grenouille verte (Rana clamitans), la grenouille des bois (Rana sylvatica), la grenouille léopard (Rana pipiens), la grenouille des marais (Rana palustris) et le ouaouaron (Rana catesbeianus). Les tortues de la pointe sont la tortue serpentine (Chelydra serpentina), la tortue musquée (Sternotherus odoratus), la tortue peinte (Chrysemys picta), la tortue géographique (Graptemys geographica), la tortue ponctuée (Clemmys guttata), la tortue mouchetée (Emydoidea blandingii) et la tortue-molle à épines (Apalone spinifera). Les serpents de la réserve sont la couleuvre rayée (Thamnophis sirtalis), la couleuvre mince (Thamnophis sauritus), la couleuvre d'eau (Nerodia sipedon), la couleuvre à ventre rouge (Storeria occipitomaculata), la couleuvre brune (Storeria dekayi), la couleuvre verte (Liochlorophis vernalis), la couleuvre à nez plat (Heterodon platirhinos), la couleuvre obscure (Pantherophis spiloides), la couleuvre fauve de l'Est (Pantherophis gloydi), la couleuvre tachetée (Lampropeltis triangulum), la couleuvre royale (Regina septemvittata) et le Massasauga (Sistrurus catenatus).
À Long Point, 331 espèces d'oiseaux ont été identifiées, ce qui fait l'un des endroits ayant la plus grande diversité avienne des Grands Lacs. Sur ces espèces, 173 sont reconnues ou suspectées nicher sur la pointe. C'est un lieu important du continent pour la migration de la sauvagine, on y a dénombré en 1998 environ 9 624 545 oiseaux jours lors de la migration d'automne. Parmi les espèces migratrices on retrouve le Canard colvert (Anas platyrhynchos), le Canard d'Amérique (Anas americana), le Canard noir (Anas rubripes), le Cygne siffleur (Cygnus columbianus), le Fuligule à collier (Aythya collaris), le Fuligule à dos blanc (Aythya valisineria), le Fuligule à tête rouge (Aythya americana), le petit fuligule (Aythya affinis), le grand harle (Mergus merganser), le Harle huppé (Mergus serrator). Outre la sauvagine, on y rencontre aussi les espèces migratrices suivantes: le Courlis corlieu (Numenius phaeopus), la Mouette de Bonaparte (Chroicocephalus philadelphia) et la Sterne pierregarin (Sterna hirundo). La réserve est aussi un lieu de nidification important pour le Bihoreau gris (Nycticorax nycticorax), le petit blongios (Ixobrychus exilis) et la Sterne de Forster (Sterna forsteri).