九寨沟的森林有近两万公顷，密布在2000米至4000米的高山上。主要树种有红松、云杉、冷杉、赤桦、领春木和连香树等。
在九寨沟的原始森林中，还栖息着珍贵的大熊猫、白唇鹿、苏门羚、扭角羚和金猫等动物。湖泊中野鸭成群，天鹅、鸳鸯也常来嬉戏。
九寨沟的植物、动物以及独特的地理环境，构成了一幅令人称奇的自然景观。
（一）珍稀植物
九寨沟山地切割较深，高差悬殊，植物垂直带谱明显，植被类型多样，植物区系成分十分丰富。区内有高等植物2576种，其中国家保护植物24种；低等植物400余种，其中藻类植物212种，而且有40种植物属四川首次发现的特别物种，为九寨沟独有。许多古老的孑遗植物保存良好，国外著名植物学家波士曼博士说：“九寨沟是个丰富多彩的博物馆，是实力雄厚的基因库。”
1.彩林植物 九寨沟莽莽的林海，随着季节的变化，也会呈现出瑰丽的色彩变化。初春的山间丛林，红、黄、紫、白各种颜色的杜鹃花点缀其间，山桃花、野梨花争相吐艳，夹杂着嫩绿的树木新叶，使整个林海繁花似锦。盛夏是绿色的海洋，新绿、翠绿、浓绿、黛绿，绿得那样的丰富，显现出旺盛的生命力。深秋，深橙色的黄栌，浅黄色的椴叶，绛红色的枫叶，殷红色的野果，深浅相间、错落有致，真可谓万山红遍、层林尽染。
在暖色调的衬托下，湖水显得更蓝。蓝天、白云、雪峰和彩林倒映于湖中，呈现出光怪陆离的水景。入冬，白雪皑皑，冰幔晶莹洁白，莽莽林海，似玉树琼花，银装素裹的九寨沟显得洁白、高雅，像是置放在白色瓷盘中的蓝宝石，更加璀璨夺目。
九寨沟的枫树属落叶乔木，树身伟岸。春季，花叶同放，花朵呈别致的金绿色；秋天，树叶骤然变红，红得鲜艳蓬勃，多长于山麓河谷，是美化环境、点染秋色的理想树种。
九寨沟的椴树属落叶乔木，喜光，生长速度快，秋天叶片变成了浅黄色，像太阳洒下的金色光点。椴树木质优良，纹理细致，是建筑、造纸和制作家具的优质木料，并可作为庭园树和蜜源树。
九寨沟山杏属蔷薇科，落叶乔木，阔叶卵形。春天开粉色花朵，初夏结核果，秋天叶片变成紫色。此树耐寒、喜光、抗旱，而且树龄很长，是林海中的寿星之一。
九寨沟的黄栌属漆树科，落叶灌木，叶呈卵形，初夏开花，入秋后叶片变成橙色，可作黄色染料。木材可用来制作各类器具。
2.水生植物 九寨沟的湖泊星罗棋布于林间沟谷，澄碧透明，水上水下自有草木装点，即便是枯木沉没水底，仍有水绵、水藻等附生，其间浮于水面的巨树，死而复生，天长日久，又变成了长满新生花草的小岛。水生植物给九寨沟的湖泊、瀑布和溪流增添了奇姿异彩。
九寨沟的水生植物可分为四大类，即水生乔木、灌木、挺水植物和沉水植物。
在树正叠瀑布上，分布着以南坪青杨和高山柳为主的水生乔、灌木。在诺日朗群海、珍珠滩和盆景滩同样丛生着耐湿喜水的杨、柳，这就形成了九寨沟独特的林水相亲、树生于水中、水流于林间的奇妙景观。
挺水植物主要分布于芦苇海、箭竹海、天鹅海和芳草海的浅水湖区，以芦苇、水灯心、水葱、节节草和莎草组成的挺水植被为主，构成了芳草萋萋、碧水清清的优美景观，并为野鸭、鸳鸯、天鹅和鹭鸟等水禽提供了适宜的生活环境。
沉水植物主要分布在五花海和五彩池。这些沉水植物以轮藻、水韭和水锦为代表，其中包括粗叶泥炭藓、牛角藓等，起初是绿色，成熟后呈橘红色。轮藻常生于水流缓慢的钙质水域。
水锦的藻体则由筒状细胞连接成不分枝的丝状群体，含有一条或多条螺旋形鲜绿色的色素体。透过清澈的湖水看这些沉水植物，十分悦目，就像在观赏一大片艳丽柔美的丝绒织锦。
3.地衣植物 如果说九寨沟是一颗神奇的宝石花，那么，地衣就是镶嵌在这颗宝石花上的翡翠。九寨沟的地衣按其形态可分为壳状地衣、叶状地衣、枝状地衣和胶质地衣四大类。
九寨沟原始森林分布着厚厚的枝状地衣。涉足林中，仿佛站立在绿茵茵、蓬松松、一尘不染的绒毛地毯上，真想躺下去美美地睡上一觉。
松蔓地衣属地衣门、松蔓科，飞舞的松蔓如柔软的丝绸般常悬挂在高山针叶林的枝干间，长的可达一米以上。有的灰绿色、有的灰白色，这种宛如热带苔藓林的景观，给人以原始、野朴和神秘莫测之感。
松蔓还是用途广泛的药材，可从中提取松蔓酸等抗菌素，又可用作祛痰剂和治疗溃疡炎肿、头疮、寒热等疾病。
喇叭粉石蕊丛生于林中小灌木上，一眼望去，绿绒绒的，有如绿涛翻腾，殊为美观。
4.孑遗植物 九寨沟独特的地理环境，使许多古老的孑遗植物得以在峡谷的掩护下，逃避了第四纪古冰川期的吞噬，存活繁衍至今。
这些形态原始的孑遗植物，都是早在一亿年前的白垩纪就已出现了的古老树种。对于研究植物系统的演化以及植物区系的演变均有一定的科考价值。
5.松科植物 白皮云杉属常绿乔木，高达25米、胸径0.5米。数量少，零星生长在海拔2600米至3700米的地带。白皮云杉属于国家重点保护植物，为我国四川特产树种。木材较轻，结构细致、质坚韧，是优良的建筑和纤维工业用材。
麦吊杉松科云杉属常绿乔木，树冠尖塔形，大枝平展，侧枝细而下垂。生长在海拔2000米至2800米的地带，是亚高山针叶林的主要群种之一，也是良好的工业用材。
麦吊杉也属国家重点保护植物，为我国特有树种。木材坚韧、纹理细密，是飞机、车辆、乐器、建筑和家具等工业的优良用材。在九寨沟分布区内，可作为森林更新和荒山造林的主要树种。
红豆杉科红豆杉属植物常绿乔木，最高可达20米，胸径0.1米至0.5米，最大可达0.8米。生长在海拔1600米至2400米地带的常绿阔叶林、常绿与落叶阔叶混交林和针阔混交林下，多为小乔木或灌木状。
红豆杉为我国特有树种。木材纹理直，结构细密，坚实耐腐，为水利工程的优良用材。红豆杉种子含油百分之六十以上，可供制皂及炼制润滑油，并有驱蛔和消食的作用。红豆杉树形美观，还可作为庭园的观赏树种。
连香树科连香树属落叶大乔木，高达40米，胸径可达3米以上。生长在海拔1800米至2800米地带的山地阴坡及沟谷之中。
连香树属国家重点保护植物。连香树科仅有一属一种，是分类系统上孤立、形态上特殊的种类，代表了古老的残遗类群，在研究植物区系的演变上有一定的科考价值。连香树是工业产品中重要的香味增强剂，秋季叶片变成金黄色，具有观赏价值。连香树生长快，易繁殖，可作为山地绿化树种。
三尖杉乔木，生长在海拔1000米至3000米的针阔混交林中。木材呈黄褐色，纹理细致，坚实有弹性，可供建筑桥梁等建筑材料中的细木工用。种仁含油量为55%至70%，可作为工业原料。叶、枝、种籽可提取多种植物碱，有很高的药用价值，对治疗淋巴肉瘤及白血病等有一定疗效。
6.落叶灌木 领春木属落叶灌木或小乔木，生长在海拔1800米至2400米地带的溪边林下或灌木丛中。领春木也属国家重点保护植物。
领春木科仅一属二种，代表了古老的残遗类群，在研究昆栏树目的系统演化和植物区系的演变上有一定的科考价值。领春木早春时节花先于叶开放，十分悦目，可驯化为观赏树种。
7.草本植物 独叶草属多年生小草本，生长在海拔2500米至3500米地带的冷杉林或杜鹃灌木丛下，常与藓类混生。独叶草属国家重点保护植物。本属仅一种，为我国特有种类，代表了古老的残遗类群。
独叶草全草可供药用，有活筋、健胃和祛风的功效。营养叶具开放的二叉分歧脉序，和裸子植物银杏以及某些蕨类植物的脉序很相似，地下茎节部具一个叶迹，这些特点有别于毛莨科的其它属，专家将此属独立为一新科。通过对独叶草这种原始被子植物的系统研究，可以为研究被子植物的进化提供新的资料。
8.藤科植物 串果藤属落叶木质藤木，长可达10米，生长在海拔1600米至2400米地带的常绿阔叶林和常绿与落叶混交林中，喜欢缠绕在高大的乔木上。
串果藤为我国特有的一种藤本植物。本属仅一种，代表了古老的残遗类群，对研究植物区系的演变和木通科植物的系统演化具有一定的科考价值。串果藤果实含糖约百分之六。果肉白色可以食用。种子含淀粉百分之十至百分之十五，可以用于酿酒。
（二）珍稀动物
九寨沟的海拔高差大，地形地貌复杂，植被类型丰富，保留有大面积的原始生态环境，为不同类型的动物提供了适宜的栖息环境。湖面，野鸭水鸟起落；林中，飞禽走兽云集。
据有关部门粗略统计，生活在这里的野生动物，已知的就有300种。其中被列为国家重点保护的珍稀动物有27种，如大熊猫、金丝猴、牛羚、白唇鹿、黑颈鹤、天鹅、鸳鸯、红腹角雉、雪豹、林麝和水獭等。九寨沟堪称动物王国。
1.陆生动物 大熊猫迄今已有几百万年的生活史了，它是地球上幸存的最古老的动物之一，因此有动物活化石之称。目前，世界上的大熊猫仅存于我国少数地区，堪称稀世珍宝。
九寨沟的大熊猫主食箭竹，性情比较温顺。大熊猫是昼夜活动的动物，每天活动时间在16小时至18个小时，休息6个小时至8个小时。白天活动略高于夜间。
九寨沟地域的野生大熊猫一般都在则查洼沟和日则沟一带活动，冬天也会下到海拔较低的树正沟和扎如沟等地避寒。幸运的游客有时也能在箭竹海、熊猫海等箭竹茂密的景点发现它们的行踪。
每到夏季，九寨沟的大熊猫都喜欢到小河沟或海子边喝水。它一边饮水，一边聆听水声，欣赏水中的身影，悠然自得。喝足水离开时，若听到水声又返回再喝。如此周而复始，直到胀得不能再喝才肯离去。有时候，大熊猫喝多了水，就“醉”倒在海子边酣睡。醒后再喝、再听、再看、再醉，憨态可拘。
九寨沟金丝猴属灵长目，生性机敏，以野果为主食，常栖息在云杉在冷杉林带。川金丝猴的体型中等，颜面为蓝色，颈侧棕红，披一身金色长毛，背毛长达30厘米以上，鼻孔朝上，因此有仰鼻猴的称号，是动物世界中的珍品。九寨沟的川金丝猴是我国特有的品种。
金丝猴性喜群居，一群金丝猴少则几十只，多则数百只。猴群有首领，首领又有警卫跟随。猎食的时候，首领的警卫站在高处指挥，发现险情时就吼叫几声，猴群听见信号，转眼间就逃得无影无踪。
过去在九寨沟里，有经验的猎人能通过对金丝猴的观察来预知天气。一旦气候将变，敏感的金丝猴就会坐立不安，时而上窜下跳，时而吱吱乱叫。这表示要不了多久，就会有一场大雨降临。由于金丝猴具有这种“呼风唤雨”的本领，当地人将它们称为“神猴”。
九寨沟的牛羚总的形态像牛，体形粗壮，体长约两米，成年雄性可达到两米以上。肩高一般为1.1米至1.2米，雄性体重可达400公斤，雌性体重可达250公斤，体重最重的牛羚甚至可达1000公斤。雄性和雌性都长有较短的角，一般长0.2米。
九寨沟牛羚头大颈粗，四肢短粗，前肢比后腿更壮，蹄子也很大。但身体的某些部位又酷似羊类，如吻鼻的隆起，肩高大于臀高，尾巴短小，成兽下颌有须等，而且从头骨、四肢骨及驱干骨来看，绝大部分似羊，内脏及生殖系统也似羊。
在生物化学测定方面，牛羚与羊也有较近的遗传关系。有的科学家做过牛羚与绵羊、黄牛种染色体的研究，牛羚与绵羊的染色体一些项目相等，如果两者杂交，有成功的可能。
九寨沟牛羚全身毛色为淡金黄色或棕褐色。颌下和颈下长着胡须状的长垂毛。雄性和雌性都有粗大的角，角尖光滑，从头顶先弯向两侧，然后向后上方扭转，角尖向内。
它们的毛色色泽依老幼而不同。遍体白色或黄白色，老年个体为金黄色，背中不具脊纹。吻鼻部和四肢为黑色，幼体通体为灰棕色。
2.珍稀飞禽 九寨沟天鹅是春季北飞、冬季南迁的候鸟，飞行能力极强。它们喜欢在湖泊和沼泽地带栖息，主食水生植物，兼食贝类、鱼虾。九寨沟常见的天鹅有大天鹅和小天鹅两种。
九寨沟绿尾虹雉栖息于海拔3000米至4000米的高山草甸灌丛或裸岩之中，是世界著名的珍贵雉鸡之一，因喜食贝母球茎所以又叫贝母鸡，很早以前又由于它有时潜入药农、猎人住地偷食木炭，所以也称火炭鸡。
绿尾虹雉体长0.6米至0.8米，体重1.5公斤左右。每年四五月份繁殖，喜欢在大树下和灌丛中筑巢。它们每窝产卵10枚左右，孵化期为23天至25天。
绿尾虹雉雄鸟头顶、脸的下部及耳羽等都闪着绿色虹光，向后逐渐转为金属质感的赤红色；从头顶后部耸起的冠羽覆盖着颈部，呈金属质感的青铜色，向后转为红铜色；后颈和颈侧以及背的前部呈金属红铜色，背的中部、肩羽及翅上覆羽等转为紫铜色，并闪着金属绿蓝色；下背及腰部为羽白色；飞羽黑褐具绿缘，尾羽蓝绿色。下体黑色，嘴角灰色。上体羽毛在阳光的照射下，犹如雨后的彩虹，因此也称为虹雉，又因它们的尾巴呈绿色，因此得名绿尾虹雉。
九寨沟的红腹锦鸡是我国的特有品种，雄鸡头顶有发状冠羽，后披到颈。颈部由长而宽的彩羽构成翎领。翎领羽色从上到下，由金黄过渡至锈红，并杂以翠绿，发情时，翎领竖立如扇。红腹锦鸡在九寨沟内随处可见。
九寨沟的鸳鸯也是我国的特有物种。它体态玲珑，羽毛绚丽，一对棕色的眼睛外围呈黄白双色环，嘴呈棕红色。鸳鸯喜幽好静，常浮游于安谧的湖面，或栖息于僻静的树洞。鸳鸯雌雄偶居不离，双宿双飞，古称匹鸟。
九寨沟的蓝马鸡通体蓝灰，头侧绯红，耳羽白色并明显地突出于颈顶之上，酷似一副京剧武将脸谱。特别引人注目的是，那分散下垂如马尾的尾羽中央，长出一对有金属光泽的特长羽翎。蓝马鸡为我国特有物种，在世界上与大熊猫、金丝猴一样，备受游人青睐。
九寨沟的胡兀鹫属隼形目、鹰科，东洋界鸟类，国家重点保护动物，喜栖息于开阔地区，如草原、高地和石楠荒地等处，主要捕食中小型兽类，也食腐肉，被称为草原上的清道夫。
九寨沟的黄脚渔鸮属鸮形目、鸱鸮科、渔鸮属古北界鸟类，主要捕食鱼类，属国家保护动物。它们喜欢栖息于海拔1500米以下的山区茂密森林的溪流畔，属罕见留鸟，全球性近危物种。
3.水生鱼类 九寨沟的强碱性水质极不适宜普通鱼类生存。截止至2009年，在九寨沟大大小小一百四十多个湖泊中，仅发现了一种特有的珍稀鱼类，即松潘裸鲤。松潘裸鲤俗称林叶子，无鳞，体形细小，生长缓慢，性成熟迟，食性杂，属特化型高原山区冷水型鱼类。松潘裸鲤独居翠海，被九寨沟人视为水中精灵，从不捕捉食用。
