Es posiblemente el ecosistema más rico del mundo en biodiversidad de flora y fauna.

Durante la estación húmeda, entre diciembre y mayo, el nivel de agua sube hasta 3 m y el Pantanal se anega en un 80%, dando lugar a un sistema en el que predomina la flora acuática, que alcanza aquí una expresión sin igual en ningún otro lugar del mundo.

El 60% de la región se encuentra en los estados brasileños Mato Grosso y Mato Grosso do Sul mientras que en Bolivia se encuentra un 40%, en el Departamento de Santa Cruz.

Como parte de la llanura aluvial paraguaya, es un depositario para las crecidas estacionales del río Paraguay y sus tributarios alrededores (tales como los ríos de São Lourenço, Cuiaba, Taquari, río Miranda –o Mbotetey–, Negro y Aquidauana).

Son esas cualidades que dan al área su carácter específico y muy especial.

En el siglo XVIII los mapas jesuitas no solo describen dicha laguna sino que además le incorporan un nuevo elemento en su interior: la Isla de los Orejones o del Paraíso.

[2]​ En el siglo XVIII, los bandeirantes paulistas comenzaron a avanzar más allá del límite impuesto en el Tratado de Tordesillas (1494) y al llegar a la planicie inundable del Alto Río Paraguay, la denominaron "Pantanal".

Luego vino la demarcación de límites entre los países y así el misterio desapareció.

Entre los grandes animales que habitan la región se cuentan el yaguareté o jaguar (Panthera onca), el carpincho (Hydrochoerus hydrochaeris) y el tapir amazónico (Tapirus terrestris).

Como la zona del Amazonas, el Gran Pantanal es uno de los sistemas hidroecológicos más densamente poblado en el mundo.

En el resto de la región la pesca deportiva, la caza furtiva, el turismo y las actividades agrícolas representan un riesgo a veces elevado para la conservación del ecosistema.