Charakteristisch für das NSG „Luckauer Holz“ ein zum Teil naturnahes Waldgebiet, das zahlreiche seltene und gefährdete Pflanzen- und Tierarten der Niederungen beheimatet. Dort gibt es teils historisch alte Waldflächen, die sich auf den stark grund- bzw. stauwasserbeeinflussten Standorten aus Eichen-Mischwäldern, Traubenkirschen-Erlen-Eschenwäldern, Erlen-Eschen-Sumpfwäldern und Erlenbruchwäldern zusammensetzen.
Neben feuchten Hochstaudenfluren schließen sich im Süden naturnahe Kleingewässer, Weiden-Sumpfgebüsche, Staudensümpfe, Feuchtwiesen, Großseggenriede und Röhrichtflächen an.
