铁山寺国家森林公园占地为70.58平方公里，其中23.73平方公里的次生林海和群山环抱着的9平方公里的纯净的天泉湖，构成了独特的小气候环境。
这里繁衍生息着40多种野生动物，170多种鸟类，280多种树木，近千种植物和800多种中草药，其中绝大多数为南北地域边缘物种，是天然的动植物基因库。公园内自然景观和人文景观都颇具特色，让人既可以领略独特的大自然风光，使人心旷神怡，又可探求科学的奥密，还可以感受这里历史文化的厚重。
铁山寺国家森林公园内的森林分布属暖温带--亚热带森林群落型区，由于山体气温偏高，降水量偏多，加之群山环抱，人为影响较小，基本上保留了较好的生态环境。
主要以次生阔叶林为主，配有小面积的人工林，树种资源丰富，呈明显的北暖带向亚热带过渡性。区内高等物种533种，其中有木本植物74科290多种，主要有：黄檀、刺槐、栎类、黄连木、漆树、松类、柏类、淡竹、毛竹等。明显过渡带树种有大叶朴，原资料记载以它徐州为南缘，羽叶泡花木、红脉钓樟、钓耳茶等以长江为界，江北未有记载，自然保护区内不但有分布，而且长势良好。
上层树种有栎类、刺槐、漆树、松类等；中层树种有黄檀、拐枣、牛鼻栓、大叶朴、椴树等；下层有江浙钓樟、山胡椒等，地层有叶获、花冠木、两面针等。区内还生长着许多化石树种，如木瓜、银杏、雪柳等，经专家鉴定，长达几百年乃至上千年的，现依旧枝繁叶茂，长势喜人。
