Rund um das Schloss Brunnsee besteht ein riesiger Naturraum mit 26 Teichen und 60 Hektar Wasserfläche. Sowohl Vegetation als auch Fauna sind hier bemerkenswert. Die Vegetation der Teichgebiete wird durch die Bewirtschaftungsintensität bestimmt. Das Spektrum zeigt unterschiedlich artenreiche Ausbildungen der Schwimmblattvegetation und der Verlandungszonen. Die im gesamten Gebiet auftretende Wassernuss (Trapanatans) stellt für die Teichwirtschaft ein nicht unbeträchtliches Problem dar. Als punktuell vorkommende Raritäten im Gebiet hervorzuheben sind Kleefarn (Marsilea quadrifolia), Krainer Sumpfbinse (Eleocharis carniolica), Schlammkraut (Limosella aquatica), Sechsmänniger Tännel (Elatine hexandra), niederliegendes Büchsenkraut (Lindernia procumbens), Sumpf-Heusenkraut (Ludwigia palustris), Kleines Nixenkraut (Najas minor) und Spitze Teichbinse (Schoenoplectus mucronatus). Vor allem der Kleefarn, der in der Steiermark (und zugleich in ganz Europa) vom Aussterben bedroht ist, wurde erst in den letzten Jahren im südsteirischen Teichgebiet wiederentdeckt und ist der derzeit einzige ständige Fundort der Steiermark. Die Erhaltung der 3 Arten von Kleefarn, Krainer Sumpfbinse und Niederliegendes Büchsenkraut wird wesentlich von einer extensiven Teichwirtschaft abhängen.

Die Waldbereiche der Terrassen mit ihren schweren, staunassen Böden sind überwiegend Stieleichenwälder mit einem hohen Anteil an Weißkiefer (pinus sylvestris). Im Unterwuchs dominieren Torfmoospolster, Pfeifengras und Heidelbeeren. Als Wirtschaftsholz ist großflächig die eingebrachte Fichte anzutreffen. Auf stark vernässten Standorten und in bachnahen Zonen stocken Schwarzerlenbestände mit Großseggenunterwuchs. In seiner Gesamtheit besitzt das Teichgebiet eine überaus hohe ornithologische Wertigkeit. Die Teichkomplexe sind ein wichtiges Zug- und Rastgebiet für Reiher, Enten, Limikolen und Greifvögel. Über 130 Vogelarten konnten hier bisher als Brutvögel, Durchzügler und Nahrungsgäste festgestellt werden.

Der Gesamtbereich der Teich- und Forstwirtschaft Brunnsee ist für folgende Arten essentielles Brut- und Nahrungsgebiet:

Zwergrohrdommel (lxobrychus minutus) Schwarzstorch (Ciconia nigra) Weißstorch (Ciconia ciconia) Wespenbussard (pernis apivorus) Ziegenmelker (Caprimulgus europaeus) Eisvogel (Alcedo atthis) Grauspecht (Picus canus) Schwarzspecht (Dryocopus martius) Mittelspecht (Piccides medius) Halsbandschnäpper (Ficedula albicollis) Neuntöter (Lanius collurio)

Für eine Vielzahl weiterer Tiergruppen stellt das Gebiet ein bedeutendes Refugium mit hohem Stellenwert dar. So sind beispielsweise die Gewässersysteme der Grabenlandbäche mit den Teichkomplexen von existentieller Bedeutung für hochspezialisierte Säugetiere. Der Fischotter (Lutra lutra), einer der bedrohtesten Säugetiere in Mitteleuropa, findet hier den bedeutendsten Verbreitungsschwerpunkt in der Steiermark.