Dit seriële werelderfgoed is een belangrijk gebied voor het behoud van het regenwoud in Centraal-Afrika. Het gebied herbergt intacte bossen en veengebieden, heidevelden, struikgewas en graslanden, die een habitat vormen voor een zeer diverse flora en fauna. Het park bevat ook de belangrijkste natuurlijke habitats voor een aantal soorten die nergens anders ter wereld voorkomt, waaronder de wereldwijd bedreigde oostelijke chimpansee (Pan troglodytes schweinfurthii), de gouden aap (Cercopithecus mitis ssp. kandti) en de ernstig bedreigde hoefijzerneusvleermuis (Rhinolophus hillorum). Er leven ook 12 zoogdier- en 7 vogelsoorten die wereldwijd bedreigd zijn. Met 317 geregistreerde vogelsoorten is Nyungwe Nationaal Park een van de belangrijkste gebieden voor vogelbescherming in Afrika.