Алакольские озера, мимо которых пролегала одна из ветвей Великого шёлкового пути, были известны китайским, арабским и европейским купцам и путешественникам еще в глубокой древности. Однако описание и схематическая карта Алакольских озер впервые сделаны только в 1722 г. русским офицером Н. Унковским.
В течение ХIХ и первой половине ХХ века Алакольские озера неоднократно посещались и обследовались географами, геологами, топографами, ботаниками, гидробиологами. Среди них следует отметить исследования А. Шренка (1840-1845 гг.), А. Голубева (1867 г.), В.В. Сапожникова (1904-1907 гг.), В.А. Обручева (1905 - 1906, 1909 гг.), Б.К. Терлецкого (1931 - 1940 гг.), Э. А. Сваричевской (1933 г.), К. В. Курдюкова (1940).
В 1968 году на Алакольские озера была организована экспедиция, которая привела к сенсационному орнитологическому открытию Е.М.Ауезовым нового вида птицы - реликтовой чайки (Larus relictus). Это и стала отправной точкой идеи о необходимости организации здесь заповедника, которая осуществилась лишь спустя 30 лет!
Животный мир
В настоящее время фауна птиц Алакольского заповедника насчитывает 335 видов птиц, относящихся к 19 отрядам и 55 семействам. Из них 162 - гнездящиеся, 150 - пролётные и кочующие, 23 - залётные. Список зимующих птиц включает 108 видов.
В пределах заповедника в настоящее время достоверно гнездятся 17 краснокнижных видов. Это - реликтовая чайка, черноголовый хохотун, белоглазая чернеть, кудрявый пеликан, лебедь-кликун, колпица, савка, черный аист, орлан-белохвост, розовый пеликан, дрофа обыкновенная, стрепет, дрофа-красотка, журавль-красавка, серый журавль, филин, каравайка.
Млекопитающие заповедника представлены 37 видами, из них больше половины грызуны пустынного комплекса и обитатели водно-болотных угодий. А к значимым видам, имеющим достаточно значимое положение в фауне заповедника, мы относим – кабана, косулю, лисицу, барсука, ондатру, зайца-толая, зайца русака, волка и шакала.
Ихтиофауна водоемов заповедника насчитывает 19 видов, из них 9 видов являются представителями аборигенной ихтиофауны. Ключевыми видами являются балхашский окунь и балхашская маринка, как виды, нуждающиеся в охране. Хотя популяция балхашского окуня в Алакольских озерах позволяет оставаться промысловым. А такие виды как лещ, карась, судак позволяют определять продуктивность ихтиоценоза.
Герпетофауна Алакольского заповедника представлен 10 видами (4 вида ящериц, 6 видов змей).
Амфибии в пределах заповедника представлены двумя видами (озерная лягушка и данатинская жаба), из них жаба Певцова включена в Красную Книгу РК, которая обитает на островах Аралтобе.
Насекомые и другие важные беспозвоночные Алакольского заповедника находятся в стадии изучения. На данное время достоверно выявлено из членистоногих 397 вида, из которых 387 видов - насекомые, 5 видов - паукообразные и 5 видов - ракообразные. А также 9 видов насекомых занесены в Красную Книгу РК: боливария короткокрылая, дыбка степная, кузнечик тёмнокрылый, дамалаканта Вакка, гоплит рыжий, сколия степная, булавобрюх заметный, красотка девушка, дозорщик император.
Растительный мир
Вся территория заповедника расположена в центральной части Алакольской впадины, которая находится в переходной зоне между Джунгарским и Северотуранским типами пустынь.
Для территории Алакольского заповедника по состоянию на 2025 год зарегистрировано 291 вид сосудистых и 2 вида низших растений. Они относятся к 60 семействам и 192 родам. Группа очень редко встречающихся и эндемичных видов состоит из 9 видов: лук молочноцветный, кувшинка белая, кубышка желтая, водокрас лягушечный, сальвиния плавающая, тюльпан алтайский, туранга, саксаул зайсанский, трихантемис каратавский. Из которых кувшинка белая занесена в Красную книгу Казахстана.
