Клебан-Быкское водохранилище считается уникальным природным объектом по нескольким причинам:

• Историческое прошлое территории. 24 Территория водохранилища и всего парка Клебан-Бык 200 миллионов лет назад была частью Пермского моря, о чём свидетельствуют отпечатки моллюсков и ракушечника на песчаных камнях. 24
• Разнообразие флоры и фауны. 15 В парке встречаются лекарственные растения и виды, занесённые в Красную книгу, например ковыль, полынь беловойлочная, рябчик русский, тюльпан змеелистный, шафран сетчатый. 15
• Наличие природных нерестилищ. 1 Водохранилище имеет большое значение как место воспроизведения аборигенной ихтиофауны, которую представляют пресноводные виды рыбы: щука, плотва, елец, голавль, верховодка, карась, краснопёрка, судак, сом, линь, лещ и другие. 1
• Богатая фауна птиц. 1 В районе водохранилища обитают более 100 видов птиц, среди которых серая цапля, волчок, лебедь-шипун, сова ушастая, кукушка, удод, дятел большой пёстрый и малый, вертишейка, сорока, сойка, жаворонок полевой и хохлатый, трясогузка белая, грач, серая ворона, обыкновенная каменка и другие. 1
• Места обитания видов животных, занесённых в Красную книгу. 1 В пределы парка включены места обитания махаона, подалирия, гадюки степной, полоза желтобрюхого, гоголя, мышовки степной, ночницы прудовой и других. 1