Территория проходит вдоль Ломинцевского разлома, где идут интенсивные процессы карстообразования. В карстовых пустотах около тысячи лет назад образовались болота; сейчас в Засечном-Озёрном их 38. На торфяных отложениях болот сформировались уникальные для региона растительные сообщества с участием клюквы, болотного мирта, пушицы, шейхцерии, очеретника, осок, росянок, белокрыльника и разнообразных сфагновых мхов. В Засечном-Озёрном выявлено около 300 видов сосудистых растений, 15 из них занесены в Красную книгу Тульской области, 176 видов грибов, среди которых два — редкие на территории России. В Красную книгу Тульской области занесены три вида насекомых.
Подробнее о природе Национального парка.