У заказнику росте рідкісне не тільки для регіону, а й усієї країни дерево – дуб пухнастий. Під охороною держави також знаходяться занесені в Червону книгу України зростаючі тут трав’янисті представники флори: ковила Лессінга, ковила волосиста, ковила пухнаста, лілія лісова, сон великий, шафран сітчастий, клокичка периста. Серед представників фауни зустрічаються самітник звичайний, жук-олень, дисцелія зональна, степовий тхір, горностай, борсук, мишівка степова і лунь польовий. Територія Павлівського ботанічного заказника може використовуватися тільки з природоохоронною, науковою і освітньо-виховною метою. Оздоровчі та рекреаційні заходи проводяться тільки в тих випадках, якщо вони не суперечать меті створення та завданням заказника.