Vườn Thực Vật Phong Nha nổi bật với mô hình bảo tồn kép – hiếm có ở các vườn quốc gia Việt Nam: bảo tồn tại chỗ (in-situ) và bảo tồn chuyển chỗ (ex-situ).
- Bảo tồn tại chỗ (in-situ): Giữ nguyên hệ sinh thái rừng nguyên sinh nhiệt đới trên núi đá vôi. Du khách đi bộ đường mòn sẽ chiêm ngưỡng rừng rậm đa tầng, suối trong vắt, thác nước hùng vĩ như Thác Gió (cao hơn 30m) và Thác Tiên. Hệ thực vật tự nhiên với hơn 500 loài cây, bao gồm những cây cổ thụ trăm tuổi như cây Sao Việt Nam (chu vi hơn 3 người ôm – loài mới được xác định danh pháp khoa học) và cây Gùa lau.
- Bảo tồn chuyển chỗ (ex-situ): Vườn ươm cây giống bản địa thu thập và nhân giống hơn 150 loài cây rừng từ các khu vực khác, bổ sung vào bộ sưu tập để tạo nguồn gen dự trữ. Điều này giúp phục hồi loài bị suy giảm và hỗ trợ tái trồng rừng.
Hệ sinh thái ở đây còn bao gồm động vật hoang dã như khỉ rừng, sóc đen, chim công, chim hồng hoàng… Khu phục hồi chức năng động vật tiếp nhận, chữa trị và thả về tự nhiên hàng trăm cá thể động vật bị thương hoặc bị săn bắt trái phép. Nhờ đó, vườn không chỉ lưu giữ đa dạng sinh học mà còn duy trì sự cân bằng sinh thái của vùng núi đá vôi.




