梵净山保存了亚热带原生生态系统，并孑遗着7000万至200万年前的古老珍稀物种 。其存有生物种类2601种，其中植物2000种，列入国家重点保护的珍稀植物21种，占贵州全省受保护植物总数的43%；动物801种，脊椎动物有382种，列入国家重点保护动物19种，占贵州全省受保护动物总数的68%。
植物：梵净山有4.2平方千米原始森林，为多种植物区系地理成分汇集地，植物种类丰富，为中国西部中亚热带山地典型的原生植被保存地。区内有植物种数2000多种，其中高等植物有1000多种，国家重点保护植物有珙桐等21种，并发现有大面积的珙桐分布；是世界上罕见的生物资源基因库。从海拔500米左右的山麓地带到海拔1300—1400米地带，主要是地带性的常绿阔叶林，为梵净山森林的精华所在，其中有不少仍处于原始森林的状态，植株密集，林内阴暗，生活着众多的珍稀生物；从鱼坳以上，海拔1400—1900米为常绿落叶阔叶混交林带，1900—2100米为落叶阔叶林带。在梵净山，多合围粗的大树，其中有好多树木直径达到了1米以上。世界上共有15种植物区系地理成分，在梵净山就有13种。
动物：梵净山有脊椎动物有382种，其中受国家保护的野生动物有黔金丝猴（国家一级重点保护动物，被誉为“梵净山精灵”，“地球的独生子”现存约700只，仅分布在贵州境内武陵山脉之梵净山。熊猴、猕猴、云豹、林麝、毛冠鹿、苏门羚、穿山甲、鸳鸯、红腹角锥、红腹锦鸡、白冠长尾雉和大鲵（世界上现存最大的也是最珍贵的两栖动物）等14种。梵净山是黔金丝猴的独一分布区。