Flóra:
Předmětem ochrany NPP Bílichovské údolí jsou vápnomilné bučiny a kýchavice černá. Vápnomilné bučiny zaujímají přibližně čtvrtinu území a je v nich přimíšena jedle, která zde slušně zmlazuje. V podrostu můžeme najít kromě okrotice bílé a červené také hlístník hnízdák, kruštík širolistý, lýkovec jedovatý, ostřici lesní, věsenku nachovou, svízel okrouhlolistý a hnilák smrkový.Z přírodních biotopů jsou zastoupeny dále olšovojasanové luhy a několik petrifikujících lesních pramenišť. Větší část území pokrývají kulturní smrčiny, které jsou ale řídké a mají bohatý bylinný podrost (válečka lesní, třtina rákosovitá, bažanka vytrvalá, žindava evropská, kokořík mnohokvětý, lilie zlatohlavá).V území roste naše nejbohatší populace kýchavice černé, která čítá na pět tisíc jedinců. Roste zejména jednak v účelovém bezlesí, kde jí však významně konkuruje sadec konopáč, a pak ve smrčině v severozápadní části území.
Fauna:
Území národní přírodní památky Bílichovské údolí je součástí velkého komplexu a vyskytují se zde běžné druhy obratlovců. Ze zvláště chráněných druhů je možné uvést veverku obecnou, holuba doupňáka a čolka horského.
Neživá příroda:
Údolí bylo vytvořeno zpětnou erozí. Horninovým podkladem jsou křídové (turonské) písčité slínovce na cenomanských šedých jílovcích. Na rozhraní opuk a jílovců je vytvořen důležitý pramenný systém, který podmínil vznik menších sesuvů.Půdy jsou většinou typu pararendezin, v místech vyvěrajících pramenů jsou pak malé plošky glejových půd.
Omezení:
Platí zde obecná omezení vyplývající ze zákona o ochraně přírody a krajiny.
Péče:
V lesních porostech je podporována přirozená obnova, vedoucí k větší prostorové i věkové diverzitě lesních porostů. Přirozená obnova jedle je podporována jednak individuální ochranou, jednak oplocenkami. V účelovém bezlesí je redukován sadec konopáč a mochyně, bezlesí bylo oploceno s cílem zabránit jeho poškozování černou zvěří.
