植物
神农架是世界同纬度地区唯一的一块绿色宝地,具有比其它温带森林生态系统更为丰富的具有全球意义的生物多样性。由于神农架林区位于中国亚热带向温带过渡的地区,地理位置优越,自然条件得天独厚,森林植被茂密,植物资源丰富,现知神农架林区有高等植物中苔藓植物237种,蕨类植物199种,种子植物2442种；低等植物中,菌类734种,地衣187种,堪称华中植被和物种荟萃之地和华中最大的“天然植物园”。
神农架的森林面积有二百四十二万亩,生长着一千多个树种,其中有离现在大约一千万至八千万年的第三纪残留下来的珍贵古树种水青树、珙桐、香果树、领春木、连香树、鹅掌楸等,人们称为“活化石”。可以说,这里的树的确是“百代同堂”。
神农架有“绿色宝库”之誉,林区立体小气候明显,林区海拔高差悬殊,按垂直分布有三个地带：
海拔1600米以下：常绿阔叶、落叶混交林带,代表树种有栓皮栎(1000米以下),茅粟(1100-1600米)等。
海拔1600-2300米之间：亮针叶、落叶阔叶混交林带,代表树种有：华山松、红桦
海拔2300米以上：暗针叶林带,代表树种有秦岭冷杉(2300-2600米),巴山冷杉(2600米以上)
国家级保护植物
一级保护植物：1种,珙桐,又名鸽子树,是第三世纪遗留下来的世界著名稀有孑遗植物,1869年发现,以其苞独特闻名。花开如鸽子展翅,喜欢在群山环抱、湿度较大的谷地林中和山地黄壤及黄棕壤中生长,与之相伴的有连香树、水青树、亮叶桦等。除珍贵及观赏价值外,林质较轻、软硬适中,纹理细致,是建筑制作家具和各种工艺品的优良用材。
二级保护植物：16种,如连香树、香果树、鹅掌揪
三级保护植物：23种,如秦岭冷杉、天麻、青檀
动物
神农架的原始森林里,既有南方的苏门羚、毛冠鹿、灵猫、云豹、太阳鸟,又有北方的狍子、青鼬、狐、貉和树鹨。至于在南北方都能生活的野猪、獐、青羊、黑熊等,就更多了。据调查,神农架的野生动物,一共有五百七十多种。
神农架有鸟类285种,兽类77种,两栖动物34种,爬行动物27种,鱼类35种,蝴蝶235种,其中属国家重点保护的野生动物有67种,在这一过渡地带形成的绿色宝库中,生活着如此丰富的野生动物类群,不愧为“东方天然动物园”。
在神农架还发现大量的白熊、白松鼠、白金丝猴等白色动物。过去世界上认为除了北冰洋周围的北极白熊以外,其他地方似乎不可能再有别的白熊。而今神农架连续捉到四只白熊。
国家级保护动物
一级保护动物：8种,金丝猴,即仰鼻猴、蓝面猴。1500-3000米高山密林中,夜晚栖息于树上,白天在树上活动,主要以野果、蘑菇、嫩叶、树皮为食,是珍稀濒危物种。华南虎,独自栖息于山林及野草中,无固定巢穴,善泳,不会爬树,习夜间活动,尤以清晨和黄昏活动最为频繁,属珍稀濒危物种。
二级保护动物：49种,如金猫、小熊猫
白色动物
白熊、白蛇、白猴、白獐、白乌鸦、白鼠等,1956年后相继捕获近10只,神农架数量较多的黑熊,主要生长在半高山地带的密林中,以农作物、树木、果实为食。第一只发现的白色动物是白熊,白熊主要出没于高山地带,全身纯白,体型与黑熊相似,性情较温顺,能用竹木枝条搭窝。是“白化”还是“白变”,是气候因素,还是遗传变异,有待破解。