Une étude détaillée de la végétation du site est en cours en vue de l'élaboration du plan de gestion de la RND.
Les étendues de sables secs sont progressivement (re)colonisées par une végétation de pelouses sèches: Aira praecox, Filago minima et Agrostis vinealis y sont abondants, ainsi que diverses bryophytes et des lichens. On y trouve aussi Cerastium semidecandrum, Rumex acetosella, Trifolium arvense, Sedum acre, Myosotis ramosissima, Hieracium pilosella, Hypochaeris radicata, Luzula campestris, Carex pilulifera, Festuca filiformis, Aira caryophyllea, Aphanes australis, ...
Les lambeaux de lande à callune sont envahis à certains endroits par Betula pendula et Cytisus scoparius. Jasione montana se maintient, au moins du côté de la ligne électrique.
Les mares et sentiers humides présentent une végétation intéressante: station de Lycopodiella inundata (qui a fortement régressé dans les années 2000 pour réapparaître plus abondant après étrépage), Lythrum portula, Hydrocotyle vulgaris, divers joncs dont Juncus bulbosus, J. effusus, J. bufonius, J. articulatus, Phragmites australis, Molinia caerulea, Isolepis setacea, Hypericum humifusum, Centaurium pulchellum,... Le rare Salix repens y était signalé en 1991 (ANRYS et al., 1991) et a encore été revu vers 2013 à l'ouest de la falaise (obs. T. Paternoster).
Le secteur sous la ligne haute tension a été déboisé en 2013 par Elia, en concertation avec le DNF. Cette action étendue sur plusieurs hectares a entrainé le développement rapide d'une végétation assez exubérante et diversifiée, offrant d'importantes ressources florales pour les insectes butineurs (les landes et pelouses sur sable étant très peu fleuries par ailleurs). Un relevé effectué début juillet 2015 comprend une soixantaine d'espèces herbacées dont Agrostis capillaris, Anthoxanthum odoratum, Arrhenatherum elatius, Holcus lanatus, Cirsium vulgare, Oenothera deflexa, Hypochaeris radicata, Lolium perenne, Plantago lanceolata, Hypericum perforatum, Trifolium arvense, Rumex acetosella, Trifolium repens, Stellaria graminea, Teucrium scorodonia, Solidago virgaurea, Papaver rhoeas, Glechoma hederacea, Daucus carota, Reseda luteola, Artemisia vulgaris, Melilotus officinalis, Tanacetum vulgare, Ballota nigra, Eupatorium cannabinum, Geranium robertianum, Silene dioica, Solanum dulcamara, Scrophularia nodosa, Urtica dioica, Cirsium arvense, Dipsacus fullonum, Verbascum nigrum, Verbascum thapsus, Verbascum densiflorum, Calystegia sepium, Stachys sylvatica, etc.
Les ronces sont déjà bien développées par endroits, tandis que divers ligneux sont présents sous la forme de rejets ou de jeunes individus pionniers: Betula pendula, Betula pubescens, Salix caprea, Salix cinerea, Prunus serotina, Crataegus monogyna, Fraxinus excelsior, Cytisus scoparius, Frangula alnus, Sorbus aucuparia, Castanea sativa, Acer pseudoplatanus, etc.
Sur le versant rocailleux situé en bordure de la ligne, deux plantes ont particulièrement profité de l'élimination de la colonisation arbustive: il s'agit de Rumex acetosella, qui couvre des plages étendues et denses, et de Teucrium scorodonia. On y observe également Senecio sylvaticus, plante typique des coupes forestières ainsi que Filago minima et quelques rares exemplaires de Jasione montana.
Le site présente un grand intérêt bryologique du fait de la présence, parmi les 18 espèces d'Hépatiques et 83 espèces de Mousses, de diverses espèces rares et spécialisées ou montrant ici une vitalité exceptionnelle (SOTIAUX et al., 1997): c'est le cas de Pseudocrossidium hornschuchianum, Pottia bryoides, Lophosia capitata, Gymnocolea inflata, Racomitrium lanuginosum, Frullania dilatata, Metzgeria furcata, Radula complanata, Orthotrichum lyellii.
La faune locale est d'un très grand intérêt et d'assez nombreuses données sont disponibles pour plusieurs groupes taxonomiques.
Parmi les oiseaux observés sur le site figurent plusieurs espèces nicheuses peu communes comme la fauvette babillarde (Sylvia curruca), le pipit des arbres (Anthus trivialis), la rousserolle verderolle (Acrocephalus palustris) et surtout l'hirondelle de rivage (Riparia riparia), espèce fortement menacée en Wallonie qui niche de nouveau (10 nids en 2015) suite au déboisement de la falaise où une colonie était installée au moins jusque 1995. Le site est en outre potentiellement favorable pour l'engoulevent (Caprimulgus europaeus) à condition qu'il ne subisse plus les nombreux dérangements actuels.
Les amphibiens comprennent le triton vulgaire (Lissotriton vulgaris), le triton palmé (Lissotriton helveticus), la grenouille verte (Pelophylax kl. esculentus), la grenouille rousse (Rana temporaria) et le crapaud calamite (Bufo calamita), celui-ci étant l'élément le plus remarquable de l'herpétofaune locale (BARONE, 1999).
Les insectes ont fait l'objet de nombreux recensements en 1998-99 dans le cadre d'un travail de fin d'études à l'Université de Mons (BARONE, 1999). Celui-ci a permis de dévoiler l'existence d'une entomofaune locale très riche et diversifiée, plus particulièrement parmi les Hyménoptères aculéates, vaste groupe comprenant les guêpes, abeilles et fourmis et spécialement visés par l'étude.
Parmi les abeilles sauvages remarquables on compte notamment: Andrena fuscipes, Andrena nycthemera, Andrena ruficrus, Andrena vaga, Panurgus calcaratus, Sphecodes albilabris (parasite de Colletes cunicularius), Sphecodes reticulatus, Halictus simplex, Halictus scabiosae, Halictus sexcinctus, Colletes cunicularius, Colletes similis, Colletes succinctus, Hylaeus variegatus, Hylaeus cornutus, Osmia tridentata (nouvelle pour la faune belge), Osmia bicolor, Megachile genalis, Coelioxys mandibularis, Ammobates punctatus, Anthophora bimaculata, Anthophora retusa, Epeolus variegatus, Nomada flavopicta, Nomada zonata, Dasypoda hirtipes, Macropis europaea.
Les guêpes ne sont pas en reste avec Agenioideus sericeus, Agenioideus usurarius, Aporus unicolor, Homonotus sanguinolentus, Dryudella tricolor (espèce nouvelle pour la faune belge), Dolichurus corniculus, Astata boops, Lestica alata, Alysson spinosus, Nysson niger, Chrysis inaequalis, Hedychrum rutilans ou encore Holopyga generosa.
Des recherches plus récentes ont permis d'établir la présence de Bembix rostrata, sphécide rarissime connu seulement de deux autres localités wallonnes, à Hensies et Arlon (obs. Y. Barbier).
Quelques hyménoptères symphytes peu communs ont été capturés durant cette étude dont Allanthus togatus, Amestagia albipes et Nematus viridissima (det. N. Magis).
Les coléoptères restent en grande partie à inventorier. Cicindela hybrida, espèce prédatrice localisée aux zones sableuses, est bien présente sur le site. On y observe aussi Anomala dubia, un cousin des hannetons aux mœurs psammophiles, de même que la cétoine dorée Cetonia aurata. Trois coccinelles spécialisées sont cantonnées aux landes à callunes: Exochomus nigromaculatus, ou coccinelle noire, y paraît assez abondante; Chilocorus bipustulatus, la coccinelle des landes, beaucoup plus discrète et observée seulement en individus isolés; enfin, Coccinella hieroglyphica, la coccinelle à hiéroglyphes, vient d'être découverte en septembre 2016 sur le site, cette dernière n'ayant plus été signalée du Hainaut depuis longtemps.
Représentés par une dizaine d'espèces, les orthoptères possède à la Grande Bruyère trois éléments particulièrement intéressants: Myrmeleotettix maculatus, espèce pionnière largement dominante sur le site, Tetrix ceperoi, autre pionnière liée aux ornières et dépressions humides sur sables, découvert en 2003 par J.-F. Godeau, et Chorthippus mollis, criquet rare et très localisé en Wallonie où il occupe exclusivement les landes à bruyères.
Plus de vingt espèces de lépidoptères (ou papillons de jour) ont été recensées à ce jour, la plupart étant banales et répandues dans la région. Il faut cependant souligner l'observation récente de deux papillons forestiers vulnérables, le grand mars changeant (Apatura iris) et le petit mars changeant (Apatura ilia).