La richesse naturelle du Parc national est avant tout marquée par la diversité. La combinaison de facteurs physiques, géologiques, climatiques et les activités humaines ont façonné, dans le Parc, une mosaïque contrastée de paysages et de milieux naturels d’une grande richesse.  

Depuis la création du Parc national, la faune s’est beaucoup enrichie grâce à plusieurs réintroductions – vautour fauve, vautour moine, castor, cerf, chevreuil, grand tétras et aujourd’hui gypaète barbu – et à la protection des habitats naturels. On dénombre 2 410 espèces d’animaux, dont 45 % des vertébrés de France.

Chacun des milieux cévenols abritent une flore caractéristique, abondante ou rare, parfois endémique, le plus souvent protégée. Quelques 2 300 plantes à fleurs et fougères - nommée flore vasculaire - ont été répertoriées ;  40 des 430 espèces de fleurs protégées en France sont présentes sur le territoire ; 300 plantes sont rares et menacées.