지리산은 산이 높고 넓은 만큼 다양한 생물이 살고 있다. 2014년 기준으로 지리산에는 식물 1074종, 동물 4668종, 기타 생물 961종 등 모두 6703종이 있다.

산림은 온대남부형에 속하지만 고산지대에는 한대식물이, 산기슭으로는 온대식물이 무성하다. 구체적으로 해발 500~600m 이하에는 졸참나무·떡갈나무, 500~1000m에는 굴참나무, 900~1400m에는 신갈나무, 1350~1860m에는 구상나무, 가문비나무가 숲을 이루고 있다. 목본식물 중 대표적인 것은 구상나무다. 전나무목 소나뭇과에 속하는 늘푸른 바늘잎나무인데 우리나라에서만 발견된다. 대표적으로 한라산과 지리산 해발 1400m 이상 지역에 군락을 이루고 있다. 구상나무는 세계자연보전연맹(IUCN)이 선정한 멸종위기종으로 최근 분포지역이 줄어들고 있어 정부가 복원 사업을 벌이고 있다.

지리산 종주 능선을 따라가다 보면 다양한 초본식물을 볼 수 있는데, 그중 산오이풀은 여름에 가장 흔히 볼 수 있는 들꽃이다. 오이풀은 줄기나 잎을 비비면 오이냄새가 난다고 해 붙여진 이름이다. 5가지 오이풀 종류가 우리나라에 있는데, 산오이풀은 지리산과 설악산 고산지역에서만 볼 수 있다. 8, 9월이면 붉은 자줏빛 꽃이 핀다. 오이풀 뿌리는 지혈제로 쓰인다.

아마도 지리산에 사는 동물 중 가장 유명한 것은 반달가슴곰이 아닐까. 현재 멸종위기 야생동식물 1급, 천연기념물 329호로 지정돼 있다. 지난 2004년 지리산 반달가슴곰 복원사업을 본격적으로 추진한 이후 최근까지 37마리가 야생하는 것으로 확인된다. 국립공원관리공단은 2020년까지 50마리까지 개체수를 늘릴 계획이다.