Hutan Lindung Sungai Wain (HLSW) merupakan salah satu hutan hujan tropis alami yang masih tersisa di Provinsi Kalimantan Timur, khususnya di Kota Balikpapan. Keberadaan hutan lindung ini memiliki peran yang sangat penting, salah satunya merupakan habitat bagi beragam flora maupun fauna. Peristiwa kebakaran hutan yang melanda kawasan hutan lindung pada Oktober 2015 lalu diduga menyebabkan turunnya keanekaragaman hayati yang hidup di dalamnya. Penelitian ini bertujuan untuk mengukur tingkat keanekaragaman jenis pada kawasan hutan sekunder bekas terbakar dan memberikan informasi mengenai perkembangan regenerasi alamiah pada tingkat permudaannya. Metode yang digunakan dalam pengambilan data di lapangan dengan metode plot tunggal berbentuk bujur sangkar dengan ukuran 100 m × 100 m, di dalamnya terdapat 25 sub plot dengan ukuran 2 m × 2 m untuk pengukuran vegetasi tingkat semai dan 25 sub plot dengan ukuran 5 m × 5 m untuk vegetasi tingkat pancang. Analisis data yang dilakukan untuk mengetahui keanekaragaman jenis dengan menggunakan Indeks Shannon-Wiener dan hasil yang didapatkan untuk vegetasi tingkat semai adalah sebesar 2,50 yang menunjukkan kategori sedang, untuk vegetasi tingkat pancang memiliki nilai sebesar 3,34 yang menunjukkan kategori tinggi. Hasil perhitungan untuk indeks kemerataan dengan menggunakan rumus dari Pielou pada vegetasi tingkat semai adalah sebesar 0,64 dan pada tingkat pancang sebesar 0,83 yang keduanya termasuk kategori tinggi. Perhitungan indeks kekayaan jenis dari Margalef pada vegetasi tingkat semai menghasilkan nilai sebesar 6,97 dan pada vegetasi tingkat pancang sebesar 9,34 yang keduanya menunjukkan kategori tinggi. Hasil analisis data tersebut menunjukkan bahwa perkembangan regenerasi alamiah pada tingkat permudaannya didominasi oleh vegetasi sekunder, dimana habitus vegetasi yang mendominasi pada tingkat semai merupakan vegetasi berhabitus herba dengan persentase 68% dan pada tingkat pancang terdapat vegetasi berhabitus pohon dengan persentase 39% yang diantaranya merupakan jenis-jenis pionir.