Trên địa bàn huyện có Khu bảo tồn thiên nhiên Mường Nhé diện tích chiếm 30% so với tổng diện tích toàn huyện, là nơi lưu giữ được những sinh cảnh tự nhiên ít bị tác động của con người, do vậy đại diện cho sự đa dạng về các loài động vật thực vật của huyện Mường Nhé.
- Thực vật rừng:
Do đặc điểm khí hậu thời tiết và đất đai, thổ nhưỡng phù hợp với nhiều loài thực vật, động vật sinh sống đã tạo nên hệ sinh thái rừng đa dạng phong phú. Rừng tự nhiên chủ yếu thuộc kiểu rừng kín thường xanh, mưa ẩm nhiệt đới, phát triển chủ yếu trên địa hình núi cao, các khe suối và hợp thuỷ có nhiều tầng và nhiều loài độ che phủ tốt, tầng thảm mục dày, đất tơi xốp nhiều loại cây sinh sống phát triển tốt, thực vật rừng có nhiều loại gỗ giá trị như (Pơ mu, Bằng lăng cườm...) và cây dược liệu như cây Bẩy lá một hoa, Tam thất, Vàng đắng, Ba kích, Sa nhân...). Tuy nhiên, tình trạng khai thác gỗ và lâm sản ngoài gỗ trên địa bàn huyện chưa hợp lý và chưa được quản lý một cách chặt chẽ nên diện tích và chất lượng rừng bị suy giảm, kéo theo sự suy giảm của nhiều loài thực vật ngoài gỗ.
Rừng non tái sinh và cây bụi là kết quả của việc khoanh nuôi phục hồi rừng trên diện tích rừng đã khai thác qua nhiều năm, rừng cây lá rộng đã nhường lại cho cây non phát triển, cây cao từ 2 - 15 m với thảm thực vật chủ yếu là các cây họ đậu, họ dẻ, họ sim, cỏ lau... Hiện nay loại rừng này là đối tượng bị khai thác mạnh nhất do việc chuyển mục đích sử dụng trái phép sang trồng cây nông nghiệp.
Bên cạnh sự phong phú về thảm thực vật tự nhiên, thì các loài cây trồng ở đây cũng hết sức đa dạng về chủng loại với nhiều loại cây nhiệt đới điển hình như cà phê, cao su, macca... và nhiều loại cây lương thực khác.
- Động vật rừng:
Trên địa bàn huyện có Khu bảo tồn thiên nhiên Mường Nhé, diện tích đất có rừng tự nhiên khá lớn cùng với sự đa dạng của địa hình, khí hậu nên số lượng và chủng loại động vật còn khá đa dạng. Đặc biệt có những loài thú quý hiếm như: Culi lùn, Gấu chó, Gấu ngựa, Gà lôi, Gà tiền mặt vàng, Hồng hoằng, các loài bò sát như: Kỳ đà, Tắc kè, Trăn hoa... Tuy nhiên trong nhiều năm chưa được điều tra, số lượng và thành phần loài đã có nhiều suy giảm.
(Nguồn: Báo cáo đa dạng sinh học năm 2019 của Ban quản lý Khu bảo tồn thiên nhiên Mường Nhé)