יער ניר משה נטוע במרחב של גבעות גליות נמוכות, מעובדות ברובן בגידולי שדה, פרדסים ומטעים. הגבעות בנויות בעיקרן חול-חמרה ומכוסות בשכבה עבה של לס. לבקשת קק"ל ערך מכון דש"א סקר אקולוגי ביער (2010) ואנשיו זיהו בו כ-200 מיני צמחים. המינים הבולטים הם השיח מתנן שעיר ובני השיח סירה קוצנית, קורנית מקורקפת, לוטמית ערבית, געדה מצויה והצמח העשבוני זקנן שעיר. פה ושם נותרו שרידים של משוכות צבר ושיחי אטד.
עם מיני הצמחים המיוחדים ביער ראוי לציין את שום תל-אביב, הפורח בפברואר ומצמיח תפרחת סגולה ונאה. צמח מיוחד אחר הוא קצח זעיר פרחים, הפורח באפריל ובמאי. בחודש פברואר מתכסה היער בכתמים יפים של כלניות, בעיקר בחלקו המזרחי והמרכזי, והוא משתלב לפיכך היטב בפסטיבל דרום אדום. ביער מתנהלת רעיית בקר.
היער והשדות החקלאיים שמסביב מעניקים מרחב מחיה לשפע של בעלי חיים. ארנבות נצפות ביער לעיתים קרובות וכך גם עקבותיהם של צבאים. כצפוי, ביער מסיירים תנים, דרבנים, שועלים וגיריות ובסביבתו נראו גם נמיות וקיפודים.
במהלך הסקר, שנמשך ימים ספורים, זוהו 37 מיני עופות. עם הבולטים שבהם נמנים החיוויאי – דורס גדול המקייץ בישראל. ביער, בראש עץ איקליפטוס, נמצא קן פעיל של חיוויאי. יער ניר משה מתפאר בשני מינים מעניינים של דורסי לילה. אחד מהם הוא אוח – דורס לילה גדול – והאחר הוא שעיר מצוי – דורס לילה קטן הדוגר על עצים. בגבולו המזרחי של היער נמצא קיר קינון של שרקרק מצוי – ציפור צבעונית ויפה המקננת במחילות שהיא חופרת בקירות סלע רכים.