Uroczysko Głębokie Doły, zlokalizowane w okolicy Książenic, stanowi prawdziwy klejnot górnośląskiej przyrody. Jest ono żywym dowodem świadczącym o tym, iż na obszarze województwa śląskiego mimo dalekiej posuniętej degradacji środowiska przyrodniczego zachowały się jeszcze fragmenty naturalnych ekosystemów.

W uroczysku i jego sąsiedztwie skupione są lasy liściaste, w dużej mierze naturalnego pochodzenia. Rozmaitość gatunków żyjących w tych lasach, mozaika zespołów roślinnych, naturalny układ hydrograficzny, swoista rzeźba terenu sprawiają, że tutejsze lasy wyraźnie różnią się od typowych monokulturowych i mieszanych lasów gospodarczych spotykanych powszechnie w okolicy.

Najcenniejszym zespołem leśnym jest fragment około 1,5 ha buczyny sudeckiej z jedynym na Wyżynie Śląskiej stanowiskiem żywca dziewięciolistnego - żółto kwitnącej, rzadkiej rośliny runa.

Buczyna porasta strome skarpy i jary uroczyska. Między dorodne, stare buki wdziera się ekspansywny grab, sporo też młodych jaworów. W dolinach leśnych potoków występują wilgotne lasy olszowe zwane łęgami. Tam drzewostan jest gęsty, w podmokłym runie spotkać można różowo kwitnącego żywca gruczołowatego oraz chronioną ciemiężycę zieloną.

W okolicy nie brakuje również grądów - lasów mieszanych o dwupiętrowej strukturze. Pod okapem rosłych dębów rozwija się piętro niższe złożone głównie z grabów pospolitych. Są obecne także mieszane lasy liściasto-iglaste, małe plantacje brzozy cukrowej oraz pamiątkowy drzewostan daglezji zielonej - na obszarze 1,62 ha rośnie około 200 daglezji, posadzonych tam na powierzchni doświadczalnej w 1896 roku.

Lasy otaczające uroczysko kryją wyjątkowe bogactwo drzew o cechach pomnikowych. Są to głównie buki pospolite. W okolicy Głębokich Dołów zanotowano ogółem 129 ponad 100-letnich buków, w tej liczbie około 50 ponad 150-letnich. Jest to liczba rekordowa dla całego województwa. Szczególnie licznie stare buki rosną w leśnych oddziałach 70, 102 i 128. W oddziale 103 istniał niegdyś ponad 170-letni drzewostan bukowy (najstarszy w całym Nadleśnictwie Rybnik), który został niestety wycięty zrębem zupełnym.

Waloryzacja przyrodnicza przeprowadzona w 1993 roku przez zespół specjalistów z Katedry Geobotaniki i Ochrony Przyrody Uniwersytetu Śląskiego w Katowicach wykazała istnienie stanowisk 13 gatunków roślin prawnie chronionych. Są to m.in.: kopytnik pospolity, marzanka wonna, cięmiężyca zielona, bluszcz pospolity, storczyki. Ogółem stwierdzono tu występowanie 344 gatunków roślin, w tym gatunki górskie, subatlantyckie i borealne. Bogaty jest świat grzybów z chronionym sromotnikiem bezwstydnym na czele. Szczególnie okazale prezentują się owocniki pasożytniczych grzybów nadrzewnych, jak hubiaki, porki, czyrenie porastające murszejące pnie.

Faunę rezerwatu reprezentuje 67 gatunków kręgowców, z czego 54 objęte są ochroną całkowitą. Należą do nich m.in.: ropucha szara, rzekotka drzewna, ryjówka aksamitna i malutka. W świecie ptaków na uwagę zasługują: jastrząb, myszołów, pustułka, szereg gatunków dzięciołów, słowik, muchówka mała i białoszyja, turkawka, słonka. Gatunki silnie zagrożone reprezentują tu bocian czarny i pszczołojad. Uroczysko zamieszkują również duże ssaki podlegające ochronie łowieckiej: jeleń, sarna, dzik, lis, zając.

Entomologiczną osobliwością uroczyska jest jedno z 6 stanowisk w kraju dużej mszycy - miodownicy klonowej - żerującej na kilkudziesięcioletnim klonie jaworze.