Ze względu na pojezierny charakter obszaru najciekawsze siedliska związane są z wodami i terenami podmokłymi. Znajdziemy tu między innymi liczne łąki turzycowe i torfowiska porośnięte wieloma cennymi gatunkami roślin. Na uwagę zasługują także dobrze rozwinięte zbiorowiska roślinności wodnej, w tym także rozległe łąki ramienicowe (Jezioro Dominickie) czy występujące właściwie powszechnie zbiorowiska grzybieni białych. Cenne siedliska o charakterze bagiennym występują w rezerwacie Torfowisko nad Jeziorem Świętym, obejmujący torfowisko przejściowe wraz z zarastającym jeziorem, gdzie rośnie między innymi rosiczka okrągłolistna, wełnianka pochwowata czy bagnica torfowa. W rezerwacie krajobrazowym Wyspa Konwaliowa umiejscowionym na Jeziorze Radomierskim występuje łanowo konwalia majowa o unikatowym różowym zabarwieniu pręcików. Jednak zdecydowanie najcenniejszym przedstawicielem flory na tym terenie są selery błotne. Nad jeziorem Brenno odnotowano jedną z dwóch największych populacji tego gatunku w naszym kraju.

Przemęcki Park Krajobrazowy to także ogromne bogactwo fauny. Na całym jego obszarze, ze względu na duże zróżnicowanie środowisk, występuje wielka jej różnorodność. W parku żyje wiele gatunków bezkręgowców typowych dla tej części naszego kraju, spośród których dwa stanowią o jego wyjątkowości. Na terenie kwaśnych dąbrów w lasach włoszakowickich żyje jedna z bardziej licznych krajowych populacji jelonka rogacza – największego polskiego chrząszcza, natomiast w starych dziuplastych drzewach występuje inny cenny i ważny gatunek chrząszcza, również związany z martwym drewnem – pachnica dębowa. W jeziorach i ciekach parku stwierdzono występowanie 21 gatunków ryb, między innymi karasia pospolitego, klenia, kiełbia, okonia, płoci, sielawy, suma, szczupaka czy węgorza, a także chronionych: kozy, piskorza i różanki. Nie dziwi więc nikogo duża liczba wędkarzy na brzegach i w łodziach, a także często odbywające się tu zawody wędkarskie. Na terenie pojeziernym nie może także zabraknąć płazów. Występuje tu 11 z 13 nizinnych gatunków krajowych. Płazy ogoniaste reprezentowane są przez traszkę zwyczajną oraz rzadką traszkę grzebieniastą. Spośród płazów bezogonowych spotkać można między innymi ropuchę szarą, żabę jeziorkową, kumaka nizinnego oraz wyjątkowo liczną populację rzekotki drzewnej. Największa różnorodność świata płazów występuje w północno-wschodniej części parku, nad jeziorami: Wielkim, Małym, Trzebidzkim, Boszkowskim oraz na brzegach łączących je cieków. Tereny parku stwarzają dogodne warunki do życia dla ptaków. Regularnie występuje tu ponad 140 gatunków lęgowych, a w okresie przelotów liczba ta rośnie do niemal 190. Większość z nich związana jest z siedliskami wodno-błotnymi. Pilny obserwator może dostrzec: czaplę siwą i białą, bąka, bączka, derkacza, wąsatkę, lelka, perkozka, czy będącego symbolem parku perkoza dwuczubego. Z ptaków drapieżnych spotkamy między innymi bielika, kanię rudą i czarną, błotniaka stawowego oraz rybołowa. Amatorzy podglądania ptasich zwyczajów powinni obowiązkowo wybrać się w rejon rezerwatu ornitologicznego Jezioro Trzebidzkie, a także nad jeziora: Miałkie, Górskie i Osłonińskie. Uzupełnieniem składu awifauny są liczne dziuplaki zamieszkujące tutejsze kompleksy leśne, w tym znacząca populacja dzięcioła średniego. Spośród ssaków, poza pospolitymi gatunkami, można spotkać tu chronione: wydrę europejską oraz bobra europejskiego.

Największym zagrożeniem dla tego regionu, podobnie jak dla innych terenów pojeziernych, jest nadmierny i niekontrolowany rozwój turystyki. Cechy charakterystyczne takiego terenu stanowiące o jego dużej wartości przyrodniczej są również największym magnesem przeciągającym turystów. Najbardziej narażona na dewastację jest strefa brzegowa największych jezior, czyli jednocześnie tereny najcenniejsze przyrodniczo. Zbyt duże natężenie ruchu turystycznego i jego silna koncentracja wokół zaledwie kilku miejsc powodują bardzo duże i często nieodwracalne straty w ekosystemie. Do tego dochodzi chaotyczna zabudowa rekreacyjna, rozwijana w miejscach zupełnie do tego celu nieprzystosowanych. Praktyki takie nie tylko mają zgubny wpływ na przyrodę, lecz wprowadzają także spory dysonans w harmonijnym krajobrazie. Inne zagrożenie stanowi presja na gospodarcze wykorzystanie bogactwo naturalnych, bowiem tereny młodoglacjalne obfitują w złoża żwiru, a tereny przyjeziorne i łąkowe są dobrym miejscem do pozyskiwania torfu. Stąd też tak ważne jest prowadzenie na terenie parku spójnej, odpowiednio zaplanowanej gospodarki, uwzględniającej potrzeby ochrony przyrody.

Rezerwaty przyrody:

  • Jezioro Trzebidzkie (rezerwat faunistyczny – ptaki utworzony w 2000 roku, powierzchnia: 90,71 ha) – płytkie i bardzo silnie zarastające jezioro wraz z rozległymi trzcinowiskami. Rezerwat ornitologiczny. Interesująca jest również znajdująca się na południowym brzegu jeziora skarpa porośnięta drzewostanem mieszanym z dorodnymi bukami.
  • Torfowisko nad Jeziorem Świętym (rezerwat torfowiskowy utworzony w1959 roku, powierzchnia: 6,84 ha) – jedno z nielicznych w Wielkopolsce dobrze zachowanych torfowisk. Obejmuje torfowisko przejściowe wraz z typową dla niego roślinnością.
  • Wyspa Konwaliowa (rezerwat krajobrazowy utworzony w 1957 roku, powierzchnia: 26,30 ha) – wyspa na Jeziorze Radomierskim porośnięta świetlistą dąbrową o charakterze naturalnym. Osobliwością rezerwatu jest występująca łanowo konwalia majowa o nietypowym, różowym zabarwieniu pręcików. Na wyspie gniazduje także wiele rzadkich gatunków ptaków.