Lasy Parku wykazują zróżnicowanie pionowe. W pasach dolnym i górnym (zwanych reglami) występują przede wszystkim świerki i buki oraz w mniejszej ilości: modrzewie, jawory, lipy, jarzębiny, jodły. Wyróżnia się tu również piętro kosodrzewiny, a powyżej strefę alpejskich roślin skalnych.
Na terenie Parku występuje ok. 40 gatunków ssaków, m.in. bóbr, sarna, lis oraz 16 gatunków nietoperzy. Ciekawostką Parku jest muflon introdukowany na początku XX wieku z Korsyki.
Specyficzna jest sytuacja dużych ssaków drapieżnych, skutecznie wytępionych tu kiedyś przez lokalne społeczności. Według danych z 1997 r. wilk jako gatunek rozmnażający się na tym terenie był nieobecny od ok. 200 lat, zaś ryś i niedźwiedź od jeszcze dłuższego czasu. Na początku XXI w. sprzyjające warunki, związane m.in. z przebudową karkonoskich lasów, umożliwiły powrót rysia w 2006 r. W 2015 r. w całych Karkonoszach mogły występować 4 osobniki tego gatunku, jednak od marca 2018 r. ponownie nie jest on tu stwierdzany. Wilki zaczęły pojawiać się od 2014 r., najpierw jako pojedyncze osobniki, następnie jako pary. Od początku 3. dekady bieżącego wieku gatunek ten rozmnaża się znów w Karkonoszach.
Ponadto żyje tu 90 gatunków ptaków, między innymi włochatka, sóweczka, cietrzew, głuszec, drozd obrożny, płochacz halny.