Река Урал принадлежит к типичным рекам почти исключительно снегового питания. Ее сток, в основном, формируется в верховье, где сильно развита речная сеть. Ниже Уральска до впадения в море р. Урал притоков не имеет, кроме маловодной реки Барбастау.

Река Урал имеет важное рыбохозяйственное значение. Совокупность многих природных факторов в регионе создает исключительно благоприятные условия для высокого уровня естественного воспроизводства рыб, которое, в зависимости от температуры условий года, проходит в период с апреля по июль.

В настоящее время р.Урал является единственной рекой в Каспийском бассейне, где сохранился обширный естественный нерестовый фонд осетровых рыб.

Осенью, в период с 15 августа по 15 ноября по реке Урал проходит миграция рыб на рыбохозяйственные ямы, то есть происходит так называемая осенняя зимовальная миграция.

Кроме того, по руслу реки Урал происходит миграция молоди рыб с мест нереста и нагула в устьевое пространство реки, с мая по июль. В водах реки Урал водится более 38 видов рыб: осетровые, сельдеобразные, щукообразные, карпообразные и другие.

Пойма и долина р. Урал являются интразональным центром биоразнообразия Западного Казахстана. Однообразие степных и пустынных ландшафтов нарушается яркой зеленью пойменных лесов, проникающих сюда по долине р. Урал.

Пойменные леса Урала представлены дубняками, вязовниками, белотополевниками, осокорниками и ветловниками. В зависимости от условий произрастания эти леса могут образовывать самые разнообразные сочетания. Осинники и березняки встречаются в северной части поймы и образуют небольшие рощи.

Большую роль в распределении растительности по пойме играет длительность стояния паводковых вод. Экологические ряды от действующего русла реки к надпойменной террасе представлены следующими растительными сообществами. На песчаных отмелях вдоль реки на севере области поселяются кустарниковые ивы, а в широтах Кызыл-Жара к ним примешиваются тамариксы. Несколько выше ивняков и дальше от русла расположены ветловые насаждения.

На более высоких элементах рельефа, на гривах по берегам старицы и ериков, располагаются рощи из осокоря и тополя белого. Оба эти вида широко распространенные лесообразующие породы, занимающие свыше 50 % всей покрытой лесом площади.

Вязовые леса расположены на высоких участках центральной поймы, где затопление паводковыми водами длится не свыше 30 дней. Поселяется вяз в зарослях кустарников и под пологом белотополевников. Площади под вязовыми лесами к югу сокращаются, а южнее п. Антоново они исчезает.

Верхнюю часть экологических рядов в пойменных рощах занимает дуб. Здесь длительность стояния паводковых вод не превышает трех недель. Дубовые леса сосредоточены лишь в северной части реки. Пойменные леса очень часто сменяются лугами и полянами, покрытыми зарослями кустарников.

Многообразие в пойме реки экологических условий: пересеченность рельефа, обилие водоемов, сменяющиеся растительные группировки, создали благоприятные условия для размножения и сохранения богатого животного мира. В пойме реки можно встретить лося, косулю, дикого кабана, зайца, лисицу, лесную куницу и рысь. В северной части реки нередки хатки и искусственные плотины переселенцев бобров.

Особенно многочисленно пернатое население. В пойменных лесах обитают: синицы, дрозды, мухоловки, дятлы, иволги, садовая и камышовые овсяницы, лесной конек, тетерев, куропатка, филин и др..

В целях сохранения и восстановления уникального биоразнообразия, краснокнижных и редких видов, в долине р.Урал в пределах Западно-Казахстанской области, созданы Кирсановский и Бударинский заказники.

Бударинский зоологический заказник , площадью 80 тыс. га, создан с целью сохранения и размножения лося, косули, кабана, бобра, ондатры, зайца и и др. Кроме того, территория заказника, самое южное местообитание редчайшего реликта — водного ореха (чилима) и водного папоротника — сальвинии. Фауна позвоночных животных заказника насчитывает 56 видов птиц, 21 вид млекопитающих,6 видов рептилий, 4 вида амфибий и 9 видов рыб.

Кирсановский комплексный заказник, площадью 61 тыс. га, организован с целью акклиматизации бобра и восстановления численности косуль, лосей и др. животных. В пойме реки на территории заказника сохранились прекрасные дубовые и тополевые леса — уникальные природные комплексы степного Приуралья. Здесь созданы превосходные условия для редчайших видов растений и животных, многих из которых встречаются только здесь в Западном Казахстане. Здесь произрастают многие виды, занесённые в Красную Книгу (дуб обыкновенный, ландыш майский). Обычны редкие виды: сныть, дягель, горечавка, бубенчики, канареечник, бересклет, черёмуха и др.

Экологические проблемы р. Урал, как и всех рек, обусловлены комплексом естественных, антропогенных и техногенных процессов.

Первичными причинами деградации р. Урал являются естественные процессы в виде механических процессов разрушения русла, происходящие в результате непрерывного течения поверхностных вод. Негативными следствиями этого являются:

• заиление русла и образование перекатов, приводящие к обмелению реки и ухудшению её гидрологического режима. В результате образуются плесы, извилины, рукава, старицы и др.;
• размыв берегов в местах излучин и грунтов с лёгким механическим составом. Это грозит выходом реки из русла и затоплением обширных территорий.

На Урале эти процессы усугубляются бурными весенними паводками. На казахстанской территории к негативным факторам, способствующим заилению русла, относятся равнинность территории, замедляющая течение, и слабохолмистый рельеф местности, обусловливающий многочисленные зигзаги русла. В связи с этим, целостность и функциональность реки невозможна без постоянного ухода за ней. Заилению русла р. Урал способствуют также отсутствие очистки её притоков и родников. К малым рекам бассейна р. Урал на территории Западно-Казахстанской области относятся Чаган, Деркул, Илек, Утва, Рубёжка, Быковка, Ембулатовка, Барбастау и др.

Помимо этого, истощению природных экосистем способствует сама хозяйственная деятельность по использованию водных, растительных, животных и рыбных ресурсов р. Урал. Повсеместно на берегах реки и водосборной площади в районе населённых пунктов плодятся стихийные свалки мусора, которые в паводок смываются в реку.

Канализационные очистные сооружения крупных городов расположенных по Уралу устарели, требуют реконструкции и не обеспечивают должной очистки канализационных стоков.

Существенным фактором загрязнения поверхностных вод р. Урал являются деятельность промышленных производств, исторические загрязнения на территории водосборной площади, поселковые и городские дренажные воды.

Снижение водности, деградация растительного и животного мира долины и р. Урал обусловлены также несанкционированными вырубками деревьев, лесными и степными пожарами.

Трансграничная р. Урал безусловно является одной из основных водных артерий особого государственного значения не только маловодного Казахстана, но и России. Даже во времена союзного государства она соответствовала этому статусу. Постановлением Правительства РК № 159 от 21.01.04 г. был утверждён «Перечень водных объектов особого государственного значения и особенностей правового режима регулирования хозяйственной деятельности на водных объектах особого государственного значения». Однако, несмотря на то, что река Урал в полной мере отвечает критериям, указанным в документе, она не отнесена к водным объектам особого государственного значения, в связи с чем ей не уделяется должного внимания.

Бассейн р. Урал, являющийся центром древних цивилизаций, и в настоящее время выполняет важное социально-экономическое значение для Казахстана и Российской Федерации. Сохранить и восстановить уникальную водную и ландшафтно-экологическую системы Урала — наша главная задача. Богатая многовековая история Урала не должна закончиться для наших потомков.