Jezioro Bytyń Wielki położone jest w głębokiej rynnie o urozmaiconej linii brzegowej ze stromymi, urwistymi skarpami o wysokości do 30 m. W dolinach licznych strumieni bagna i torfowiska. Lasy zajmują powierzchnię około 897 ha, w znacznej przewadze tworzą zespoły borów sosnowych i mieszanych z fragmentami buczyn i grądów. Wśród licznych gatunków roślin chronionych osobliwością jest reliktowa wełnianeczka alpejska (Baeothryon alpinum) i niezwykle rzadkie mchy, a także rosiczka okrągłolistna (Drosera rotundifolia), bagno zwyczajne (Ledum palustre), czy też grzybienie białe (Nymphaea alba).
Z bogatego świata zwierząt występuje tu m.in. gatunek pijawek znany w Europie tylko z kilku stanowisk, oraz ponad 100 gatunków ptaków, w tym 23 gatunki wymienione w załącznikach do Dyrektywy ptasiej 2009/147/WE: nur czarnoszyi, bąk, bocian czarny, bocian biały, łabędź czarnodzioby, trzmielojad, kania czarna, kania ruda, bielik, błotniak stawowy, błotniak łąkowy, żuraw zwyczajny, orlik krzykliwy, rybitwa rzeczna, rybitwa czarna, puchacz, zimorodek, dzięcioł czarny, dzięcioł średni, lerka, muchołówka mała, gąsiorek.