Występują tu trzy piętra roślinności: piętro pogórza, regiel dolny i regiel górny, którym odpowiadają trzy najważniejsze zespoły leśne: grądy, buczyna karpacka i karpacki bór świerkowy. Bardzo charakterystycznym elementem przyrodniczo-krajobrazowym są liczne polany, w ogromnej większości będące dziełem człowieka.
W Gorcach występuje wiele gatunków roślin bardzo rzadkich w Karpatach: bagno zwyczajne, dzwonek piłkowany, głodek żółty, irga czarna, kukułka bzowa, marzanka pagórkowa, ostrożeń dwubarwny, ostrożeń głowacz, pływacz zachodni, podejźrzon lancetowaty, rozrzutka brunatna, turzyca dwupienna, turzyca obła, turzyca skąpokwiatowa, widlicz Isslera, widlicz Zeillera, zarzyczka górska. Wiele z nich rzadkie jest również w całej Polsce.
W środkowej części Gorców utworzono Gorczański Park Narodowy, obejmujący najbardziej wartościowe przyrodniczo rejony Gorców. Oprócz tego Paśmie Lubania istnieje rezerwat przyrody Modrzewie.
Świat zwierzęcy Występuje 185 gatunków kręgowców, z tego 21 jest w rejestrze Polskiej Czerwonej Księgi Zwierząt.