Территория заповедника и его охранная зона находятся, под влиянием полярных восточно-азиатских и атлантических циклонов и антициклонов, что обусловливает частое изменение атмосферного давления и ветров. Климат континентальный, характеризуется умеренной холодной малоснежной зимой и жарким сухим летом. Заказник имеет волнистый рельеф. Современная Манычская долина имеет вид широких понижений, где много мелких водотоков, лиманов и впадин.
На территории заповедника "Ростовский" обитает более 290 видов животных и порядка 217 видов птиц, наиболее многочисленными являются птицы: лебедь-шипун, кряква, чомга, кудрявый пеликан, серый журавль, береговая ласточка, озерная чайка и т.д. В цимлянском районе довольно много змей и ящериц. В лесах заказника водятся лоси, косули и олени. Прибрежная растительность служит убежищем для кабанов, бобров, волков, шакалов, лис и зайцев. Так же Цимлянское водохранилище славится разнообразием рыб, самые распространённые - щука, лещ, сазан, карась, берш, чехонь, краснопёрка и плотва.
Для Ростовского заповедника характерно разнообразие растительного мира. Территория заказника включает в себя участки напоминающие полупустыни, степи, лесостепи, леса, низинные луга и болота. В составе флоры встречается более 29 видов растений. Некоторые из растений заповедника занесены в Красную книгу России, например, тюльпан Шренка, беллевалия сарматская, ковыль, майкараган волжский, касатик карликовый, ковыль Лессинга и т.д.