Až 90 % územia Slovenského raja pokrývajú lesy. Prevažujú bukové a zmiešané bukovo-jedľové lesy, v roklinách a okrajových častiach smrekové. Vzácne sú reliktné borovicové a smrekovcové porasty na najextrémnejších skalnatých stanovištiach. Pestrosť dopĺňajú lipovo-javorové sutinové lesy a lužné, predovšetkým jelšové lesy.
Jedným z najvzácnejších javov v národnom parku je vertikálna inverzia v roklinách. Tá spôsobuje výskyt teplomilnejších druhov rastlín a živočíchov vo vyšších polohách a chladnomilných na dne roklín.
Členitý krajinný reliéf a jeho zloženie vytvárajú priestor pre pestrú škálu zastúpenia v rámci rastlinnej ríše. Vyskytuje sa tu takmer 1 000 druhov vyšších rastlín, z toho až 35 chránených druhov. Nachádzajú sa tu rastliny obľubujúce výslnné skalné bralá, lúčne kvety, lesné tieňomilné rastliny aj chladnomilné druhy rastúce pri dne tiesňav a roklín. Prírodu Slovenského raja skrášľujú od včasnej jari do neskorej jesene vzácne a ohrozené druhy ako poniklec slovenský, jazyčník sibírsky, kosatec bezlistý uhorský, lykovec voňavý, plesnivec alpínsky, najväčšia slovenská orchidea črievičník papučkový a mnoho ďalších.
V Slovenskom raji bolo doposiaľ zistených viac ako 4 000 druhov bezstavovcov a 200 druhov stavovcov, z ktorých je 130 druhov chránených a 65 ohrozených. Zo šeliem sa tu vzácne vyskytujú medveď hnedý, rys ostrovid, vlk dravý a mačka divá. Aj na turistických chodníkoch možno stretnúť kamzíka vrchovského alpského, ktorý bol v Slovenskom raji vypustený v roku 1963. Skalnaté bralá sú domovom dravých vtákov, z ohrozených druhov tu žije orol skalný a orol krikl‘avý. Vzácnym a ohrozeným druhom je hlucháň obyčajný. V jaskyniach našlo domov viacero druhov netopierov, z ktorých k ohrozeným patrí netopier fúzatý a netopier riasnatý. Pri vode žije vzácna vydra riečna, z obojživelníkov mlok karpatský. Z viac ako 2 000 druhov motýľov je chránených takmer 30 druhov vrátane najväčšieho denného motýľa jasoňa červenookého.
Pre ochranu vzácnej a krehkej prírody Slovenského raja boli vytvorené tzv. „zóny ticha”, miesta neprístupné turistom, ktorých úlohou je ochrana pôvodného prírodného prostredia a zachovanie chránených a ohrozených druhov.