Toàn tỉnh có 140.192,44 ha đất lâm nghiệp có rừng chiếm 36,49% tổng diện tích tự nhiên, trong đó có trên 50% là rừng sản xuất có giá trị kinh tế lớn. Rừng tự nhiên còn tại 2 khu bảo tồn Khe Rỗ và Tây Yên Tử với hơn 200 loài thực vật, nhiều chủng loại cây hỗn giao phong phú, động vật rừng quý hiếm đang được bảo tồn. Tỷ lệ che phủ của rừng toàn tỉnh là 39,10%. Ngoài tác dụng tán che, cung cấp gỗ, củi, dược liệu, rừng còn có tác dụng điều hoà khí hậu và tạo cảnh quan đẹp kết hợp phát triển du lịch sinh thái.
Tại vùng núi phía Đông Bắc tỉnh, giáp với Quảng Ninh có khu rừng nguyên sinh Khe Rỗ rộng 7153 ha với hệ động vật và thực vật phong phú, bao gồm 236 loài cây thân gỗ, 255 loài cây dược liệu, 37 loài thú, 73 loài chim và 18 loài bò sát.
Số hóa bởi Trung tâm Học Liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
Theo kết quả điều tra sơ bộ, rừng Sơn Động có tới 728 loài thực vật, thuộc 189 chi của 86 họ và 226 loài động vật thuộc 81 họ của 24 bộ, trong đó có hàng chục loài động thực vật rừng thuộc loại quý hiếm được ghi trong sách đỏ Việt Nam đang có nguy cơ bị tuyệt chủng. Điển hình về thực vật rừng là các loài: pơ mu, đinh, lim, sến mật, gụ, lát hoa, trầm hương, thông tre, thông nàng, lim xanh, táu lá nhỏ…. Các loại dược liệu quý hiếm như sa nhân, hoàng tinh lá có cánh, ngũ gia bì, châm chim, râu hùm, mộc hoa trắng, ba kích ….
Động vật rừng : Theo kết quả điều tra sơ bộ, rừng Sơn Động có 226 loài động vật rừng, thuộc 81 họ của 24 bộ. Trong đó có hàng chục loài động vật đặc hữu, quý hiếm được xếp trong sách đỏ Việt Nam đang có nguy cơ tuyệt chủng, như: Cu li nhỏ (Nycticebuspygmaeus), Voọc đen má trắng (Trchypithecusfrancoisi), Sói lửa (Cuon Alpinus), Gấu ngựa (Ursusthibetanus), Khỉ vàng (Macaca mulatta), Hươu vàng (Axis (Cervus) porcinus), Gà tiền mặt vàng (Polyplectronbicalcaratum), Gà lôi trắng (Lophuranycthemera), Rùa vàng (Indotesttudoelongata), Rắn hổ mang chúa (Ophiophagushannah).
Gần đây qua nghiên cứu mới phát hiện thêm các loài động vật đặc biệt quý hiếm như: Cá cóc sần Việt Nam (Tylototritonvietnamensis), Ếch Yên Tử (Odorrnayentuensis).
Rừng Sơn Động có nhiều nguồn gen động thực vật rừng quý hiếm, đặc trưng cho vùng Đông Bắc Việt Nam mà nhiều khu vực thiên nhiên khác không có. Chính vì vậy, cần phải tiếp tục điều tra, đánh giá các khu hệ động, thực vật rừng hiện còn, để hoàn chỉnh danh mục thực vật, động vật chi tiết. Nghiên cứu, bảo tồn và phát triển những loài động thực vật quý hiếm đặc hữu trong khu bảo tồn (cả cây gỗ và dược liệu).