Das Gebiet wurde 1984 unter Naturschutz gestellt und ist seit 1998 Teil des europäischen Schutzgebietssystems Natura 2000.

Entstanden sind die beiden Klößweiher durch die Aufstauung des Rösselbaches zur Nutzung als Fischgewässer. Es ist eines der kleinsten Naturschutzgebiete im Landkreis Südwestpfalz, beherbergt aber eine hohe Anzahl an gefährdeten Tier- und Pflanzenarten. 1 ha sind Gewässer, 2 ha umgebende Holzbestände, der Rest ist Grünland unterschiedlicher Feuchtestufen mit Bracheanteil von 1 ha.

Über die Verlandungszone hat sich ein Schlangenwurz-Schwingrasen ausgebreitet, weswegen der obere Weiher unter Schutz gestellt wurde. Hier gibt es eine für die Pfalz einzigartige Vegetationsausbildung: Verlandungszone, Zwischenmoorbereiche, Erlenbruchwald mit Großseggenrieden. Umgeben sind die Verlandungszone und der Erlenbruchwald von Weidengehölzen, die in Feuchtbrachen und -wiesen übergehen. Das stabile Vorkommen von Knöterich-Laichkraut (Potamogeton polygonifolius) weist auf die gute Wasserqualität hin und schafft neue Strukturelemente, die gut sind für Libellen. Die Gebüschzone muss regelmäßig zurückgeschnitten werden

An die Feuchtwiese schließt sich Magerwiese an, eine der artenreichsten Wiesen im LK Südwestpfalz. Die wechselfeuchten bis nassen Standortverhältnisse sind ideal für Orchideen und Feuchtwiesenarten, sie litten sichtbar unter der Trockenheit. Der Braunfleckige Perlmutterfalter (Boloria selene) nutzt die Blüten des Teufelsabbisses (Succisa pratensis) als Nektarquelle

Es ist ein stetiges Absterben der Schwarz-Erlen zu beobachten. Auslöser für die Erkrankung sind offensichtlich Scheinpilz-Arten der Gattung Phytophthora, deren Vertreter recht wirtsspezifisch zahlreiche Pflanzenarten befallen. Am bekanntesten ist der Erreger der gefürchteten Kartoffelfäule (Phytophthora infestans)

Seit den 1980er Jahren ist die POLLICHIA Eigentümerin von zwei Grundstücken im Naturschutzgebiet, die eine Gesamtfläche von rund 2 ha aufweisen. Das eine Flurstück umfasst den „Klößweiher“ mit seiner Verlandungszone und dem Erlenbruchwald. Auf dem anderen befinden sich Weidengebüsche sowie Feuchtbrachen und -wiesen. Auf diesem Wege konnten auch die Konflikte im Zusammenhang mit der früheren fischereiwirtschaftlichen Nutzung des Oberen Klößweihers gelöst werden. An dessen Ufer fand Peter Wolff 2010 die Reisquecke (Wilder Reis, Leersia oryzoides, WOLFF & LANG 2012). Die Art kommt auf nahezu allen Kontinenten vor, in Deutschland gilt sie derzeit als gefährdet. Im NSG Klößweiher werden regelmäßig Ohr-Weiden zurückgeschnitten und aufkommende Gehölze in der Feuchtwiesenbrache entfernt.