自20世纪80年代开始，来自国家林科院、华中农业大学、湖北林科院的数位教授、专家和科技工作者把目光投向了木林子保护区，把追求的足迹留在这神奇的世界，研究可谓硕果累累。　　

1985年——1987年，原鄂西大学教授周国琪连续带领三届学生到木林子开展科学考察和教学实习。　　

1987年，华中师大研究生李博在木林子完成了《鄂西木林子自然保护区自然植被的研究》硕士论文。　　

1988年，湖北省林业勘察设计院派出两位专家到木林子开展科研活动；华中师大研究生宋建中在木林子完成了《鄂西木林子自然保护区种子植物区系的初步分析》硕士论文。　　

1991年，华中师大研究生严兴初在木林子完成了《鄂西木林子自然保护区蕨类植物研究》硕士论文。　　

1993年，日本专家一行8人到木林子考察用材林资源。　　

2002年，湖北省林科院院长石鹏皋等12人到木林子考察；中国科学院植物研究所专家一行多人到木林子考察。　　

2003年，黄冈师院副教授蔡元三及湖北民院副教授向武良到木林子考查两栖动物；捷克专家一行2人到木林子考察森林植物资源；中国科学院武汉植物园副研究员杨波一行4人到木林子进行兰科植物资源调查；华中农业大学派出昆虫专家到木林子调查昆虫资源。　　

2004年，湖北民院一行4人到木林子考察旅游资源。　　

2005年，加拿大私有林业协会主席和中国林科院首席专家李维长到木林子考察林业资源；湖北省林科院副研究员汤景明到木林子开展天然林资源保护及植被恢复调查。　　

2006年，湖北中医学院专家和广东康和药业总经理黄慢翔到木林子调查珍稀医用植物资源；湖北大学一行4人到木林子考察原始森林；中国地质大学教授葛继稳带队，组织武汉大学教授胡鸿兴等一行11人到木林子开展综合考察。根据专家学者建议，县委、县政府决定将木林子省自然级保护区申报晋升为国家级自然保护区。

2009年1月，由葛继稳等担任主编，凝集众多专家、学者心血的学术专著《湖北木林子自然保护区森林生物多样性研究》由科学出版社出版。

2015年12月，由中南民族大学生命科学院教授刘虹、覃瑞编著的《木林子国家级自然保护区植物图鉴》经武汉大学出版社出版发行。　　

众多的研究得出这样的结论——　　

木林子自然保护区地处中国地势第二阶梯向第三阶梯的过渡地带，属中亚热带，受第四纪冰川的影响较小，加上成陆时间早，使其成为古近纪至新近纪古热带植物的“避难所”和生物区系主要的富集区和保存地，是亚热带向温带过渡地域植物区系的“摇篮”，蕴藏着丰富的野生动植物资源。保护区有维管植物206科943属2797种，种数占湖北省的45.24%。珍稀濒危及保护植物种类丰富，列入第一批《国家重点保护野生植物名录》的有30种，其中国家一级保护的有红豆杉、南方红豆杉、伯乐树、珙桐、光叶珙桐、银杏6种。国家二级保护的有黄杉、篦子三尖衫、连香树、水青树、花榈木、红豆树、香果树等24种。另列入《中国物种红色名录》的有110种，其中濒危8种，易危58种，近危44种。在3万余亩原始森林中，有7个植被型，34个群系，其中常绿落叶阔叶混交林是其主体和精华，不仅兼具亚热带植被和温带植被的特点，而且蕴藏着大量珍稀植物及其群落和独特的植被，如伯乐树、水青树、珙桐、光叶珙桐、鹅掌秋、连香树、白辛树等形成的群落，发育良好的细叶青冈矮林，面积之大在华中地区极为罕见！由伯乐树与雷公鹅耳枥、檫木和亮叶桦形成的共优群落，以水青树占绝对优势的水青树群落，以红豆杉为主体的红豆杉群落也十分抢眼。以雷公鹅耳枥、檫木、伯乐树、亮叶桦、光叶珙桐形成的群落和以光叶珙桐、水青树林形成的群落，在湖北为首次发现，在国内其它地区亦为罕见，这些珍稀植物群落均具有唯一性或典型性和代表性，具有很大的保护价值和研究价值。由于木林子植被的以上典型特征，1991年就作为鄂西山地森林植被垂直分布的范例列入《湖北森林》专著。　　

此外，木林子自然保护区已鉴定的陆生野生脊椎动物有4纲26目75科190属302种，种数占湖北省的42.66%，国家重点保护的野生动物有55种，占湖北省的50.46%，其中，一级保护的有豹、云豹、华南虎（1978年皮张标本）、林麝和金雕5种，二级保护的有大鲵、金猫、穿山甲、豺、大灵猫、斑羚、小灵猫、猕猴、黑熊、白冠长尾雉、红腹角雉等50种，列入《国家保护有益的或者有重要经济和科学研究价值的陆生野生动物名录》的有184种。列入《中国物种红色名录》的有65种（极危4种，濒危10种，易31种、近危20种）。