Na masywie Babiej Góry rośnie ok. 700 roślin naczyniowych, blisko 200 gatunków mchów, ponad 100 gatunków wątrobowców, przeszło 200 gatunków porostów i ok. 120 gatunków glonów, ponad 800 gatunków grzybów. W szacie roślinnej Parku wyróżnia się ponad 25 zespołów roślinnych, w tym 8 zespołów leśnych i zaroślowych. Roślinność występuje strefowo w zależności od zróżnicowania wysokościowego klimatu. Wykształciły się tutaj prawie wszystkie piętra roślinne charakterystyczne dla wysokich gór:
1. piętro regla dolnego- od podnóża gór do ok. 1150 m n.p.m., występuje tylko na zboczach N, dominują lasy bukowe i bory mieszane- bukowo-jodłowo-świerkowe. Spotyka się też olszynę bagienną.
2. piętro regla górnego- dochodzi do 1390 m, składa się głównie z wysokogórskich świerczyn, nie zmienionych działalnością człowieka, należących do zespołu karpackiego boru świerkowego. Obok świerczyn w piętrze tym występują inne zespoły leśne i zaroślowe. Najważniejsze z nich to jaworzyna karpacka, pojawiająca się w strefie przejściowej między reglami. Na polanach pojawiają się zbiorowiska ziołoroślowe, a przy górnej granicy lasu ziołorośla wietlicy alpejskiej. W tym zbiorowisku najczęściej pojawia się niezwykle rzadki okrzyn jeleni.
3. piętro kosodrzewiny- do 1650 m, zespół kosodrzewiny rozciąga się pasmem, rzadko urozmaiconym kępami jałowca halnego, płatami borówki czarnej i brusznicy, płatami mchów, ziołoroślami miłosny górskiej.
4. piętro halne- do 1725 m, jedyne dobrze wykształcone obok Tatr. Charakterystyczne są murawy wysokogórskie (z sitem skuciną i kostrzewź niską) i wyleżyska śnieżne, na których dominują mchy i wątrobowce. W okresie wiosny masowo zakwita sasanka alpejska. Wysokości podano jako średnie dla stoków N i S, które różnią się wartościami.




Spośród roślin chronionych stwierdzono w granicach parku 54 gatunki: dziewięćsił bezłodygowy, gnieźnik leśny, gołek białawy, goryczki, storczyki, kruszczyk błotny i szerokolistny, lilia złotogłów, ozorka zielona, podkolan biały, listera jajowata, storczyca kulista, storczyk męski, storzan bezlistny, szafran spiski, śnieżyczka przebiśnieg, tajęża jednostronna, tojad mocny, widłaki: alpejski, goździsty, wroniec, wyblin jednolistny, zawilec narcyzowy, żłobik koralowaty, a z krzewów kosówka i wawrzynek wilczełyko.

Charakterystyczne dla masywu B.G. są liczne rośliny wysokogórskie (ponad 70 gatunków). Do najbardziej interesujących należą: płożące się i niskopienne wierzby- wierzba zielna, wierzba żyłkowana i wierzba, zawilec narcyzowy, sasanka alpejska, jaskier skalny, różeniec górski, skalnica dwuletnia, pięciornik, przywrotnik wcięty i mocny, świetlik nadobny, bartsja alpejska, przetacznik różyczkowaty, goryczka kropkowana, sit skucina, kosmatka brunatna, wiechlina wiotka, kostrzewa pstra i gnidosz Hacqueta. Do najrzadszych przedstawicieli flory należy okrzyn jeleni (symbol parku) i rogownica alpejska.
Ssaki Babiej Góry to 38 gatunków. Spośród dużych drapieżników regularnie spotyka się niedźwiedzia, wilka i rysia. Występuje tu również darniówka tatrzańska.

Najliczniejszą grupę kręgowców parku stanowią ptaki (ok. 120 gatunków, z tego ok. 80 gatunków jest lęgowych). Do najcenniejszych elementów awifauny należą kuraki: bardzo liczny jarząbek, zasiedlający przede wszystkim regiel dolny, głuszec i cietrzew.
W masywie Babiej Góry stwierdzono dotąd 1372 gatunki chrząszczy, 176 gatunków błónkówek, 160 równoskrzydłych, 92 gatunków chruścików, pająki (118 gatunków), ślimaki ok. 60 gatunków