Die Rabeninsel als bedeutsamster Teil des NSG verfügt über den ältesten Auenwaldbestand der Stadt Halle mit bis zu 260 Jahre alten Stiel-Eichen (Quercus robur).
Während sich der südliche und westliche Teil der Rabeninsel durch geophytenreiche, stark strukturierte Flächen auszeichnet, weist der nördliche Teil von der Baumschicht nur noch wenige Eichen- und Eschenüberhälter auf. Diesen Bereich beherrschen eine sehr dichte Strauchschicht oder hohe Brennesselfluren.
Jüngere und mittelalte Restbestände von Winter-Linden (Tilia cordata), Pappeln und Erlen sind ein Hinweis auf Waldbewirtschaftung.
Nitrophile Staudenfluren finden sich heute auf ehemals genutzten kleinen Auenwiesen.
Nördlich an die Rabeninsel schließen sich feuchte Sukzessionsflächen mit Schilf- und Rohrglanzgrasröhrichten, Stauden- und Schleierfluren sowie mit sich entwickelnden Birken- und Weidengebüschen an.
Den westlich der Wilden Saale gelegene Bereich des NSG prägen ehemals genutzte Wiesenfuchsschwanz-Auenwiesen mit Solitärbäumen.

Die Rabeninsel ist Lebensraum für zahlreiche Vogelarten.
Besonders erwähnenswert sind die in der Tabelle aufgeführten Brutvogelarten:

Das NSG ist im Winter ein geeigneter Schlafplatz für einige tausend Saatkrähen (Corvus frugilegus) und Dohlen (Corvus monedula).

Von den Säugetieren wurden u. a. im NSG nachgewiesen:

• Breitflügelfledermaus (Eptesicus serotinus) und
• Kleiner Abendsegler (Nyctalus leisleri),
• Brand-, Gelbhals- und Waldmaus (Apodemus agrarius, A. flavicollis, A. sylvaticus),
• Zwergmaus (Micromys minutus),
• Schermaus (Arvicola terrestris),
• Rötelmaus (Clethrionomys glareolus) sowie
• Feldspitzmaus (Crocidura leucodon),
• Wald- und Zwergspitzmaus (Sorex araneus, S. minutus).

Zu den hervorhebenswerten Wirbellosen zählen

• Moschus- (Aromia moschata) und Stubbenbock sowie
• Flache Teichmuschel und
• Malermuschel (Unio pictorum).