Вся территория Балтайского района, согласно Схеме ландшафтного районирования Саратовской области, находится в лесостепной зоне для которой характерно чередование лесных и лугово-степных участков
Лесная растительность в зоне лесостепи занимает наиболее высокие водоразделы, иногда и склоны, спускаясь до дна балок и речных долин. Вершины и склоны останцов заняты большими массивами лесов. Леса большей частью дубовые. В них растут также липа, береза, клён остролистный, вяз, ясень, во втором ярусе — рябина, боярышник, дикая яблоня, дикая груша. В кустарниковом ярусе произрастают — тёрн, крушина, бересклет, шиповник. В поймах рек наблюдаются ива, ветла, встречаются калина, черемуха. На песках и на меловых горах растут сосны, образуя боры.
Лесистость района одна из самых высоких в Саратовской области и составляет около 22% от общей площади района, при средней лесистости Саратовской области — 6,7%, а Саратовского Правобережья − 11,8%.
Наиболее крупные лесные участки находятся в северо-западной, центральной и южной частях района. В целом под лесами и древесно-кустарниковыми насаждениями занято свыше 30 тыс. га.
Все леса в районе относятся к категории защитных, которые подлежат освоению при условии сохранении их средообразующих, водоохранных, защитных, санитарно-гигиенических, оздоровительных и иных полезных функций.
В лесостепной зоне лесные участки чередуются со степными. Степная растительность здесь носит луговой характер. Луговые степи характеризуются максимальной среди степей видовой насыщенностью, густым и довольно высоким травостоем.
Зональными для луговых степей района являются разнотравно-типчаково-ковыльные группировки. Злаки обычно составляют 30-50% травостоя и представлены костром, ковылём, типчаком и тонконогом.
На долю разнотравья приходится 50-70%. В разнотравье преобладает шалфей, сон-трава, подмаренник, цикорий, земляника, икотник. В небольшом количестве встречаются бобовые (клевер красный и белый, люцерна желтая, мышиный горошек). Встречаются кусты ракитника и бобовника. Степной растительности в районе в настоящее время сохранилось мало. Степи в основном распаханы и засеяны зерновыми культурами. Нетронутые участки целинной степи сохранились лишь вдоль балок и оврагов, на крутых склонах, возле речек и прудов.
Южная часть района занята разнотравно-типчаково-ковыльной степью. Здесь на щебнистых слаборазвитых обыкновенных чернозёмах (на опоках и песчаниках) произрастают тырса, типчак сизый, полынь австрийская, тысячелистник благородный, лапчатка серебристая и другие виды трав.
Одним из основных компонентов природной среды и важной составной частью природных богатств Балтайского района является животный мир, имеющий относительно высокое биологическое разнообразие. Это объясняется физико-географическим положением района, своеобразием ландшафтных условий и высокой мозаичностью ландшафтов, что в свою очередь, определяет совместное распространение в пределах исследуемой территории животных с разными требованиями к среде обитания и порождает смешанный состав животного мира. Здесь обитают как типичные представители фауны степи и лесостепи, так и космополитические виды, число которых особенно велико в пойменных сообществах Алая, Донгуза, Кочелая и других малых рек.
В условиях лесостепной зоны животные занимают различные типы ландшафтов, однако предпочитают стации со сложным микрорельефом и с высоким проективным покрытием; животные населяют разнообразные варианты биотопов, преобразованных под воздействием антропогенных факторов и имеющих четко выраженные экотонные свойства.
Основными лесными представителями в районе являются кабаны, лоси, косули, встречаются волки и лисы.
Кроме того встречаются заяц-беляк, крот, сурок, а в оврагах под корнями деревьев можно встретить барсучьи норы.
На территории района гнездятся такие птицы как: тетерев, глухарь, куропатка серая, вальдшнеп, стрепет, горлинка, дятел чёрный.
Из перелетных и кочующих птиц весной появляется жаворонок, скворец, зяблик, кукушка, соловей, ласточка. На зиму с севера прилетают свиристели, снегири и чечётки.
Из пернатых хищников на территории района обитают чёрный коршун, ушастая сова, болотная сова и филин.
Все указанные виды животных и птиц имеют эстетическое и большое экологическое значение для поддержания экологического равновесия в почвах, фитоценозах и водоёмах.
Увеличение численности животных и птиц, их видового состава путем создания заказников, акклиматизация и реакклиматизация, представляет главную задачу в сохранении и увеличении биологического разнообразия района.
