W przeszłości na obszarze Borów Tucholskich dominował w drzewostanie buk wraz z sosną. Rosły tu też liczne drzewa liściaste, głównie dęby, graby, osiki i lipy. Nasilająca się od XVII wieku rabunkowa gospodarka leśna i późniejsze zalesianie wyłącznie sosną spowodowały, że obecnie Bory są obszarem monokulturowym sosny, jedynie na zboczach nad Wisłą występują w lasach gatunki ciepłolubne a na obszarach wylesionych wrzosowiska. Zarastające rynny jeziorne zamieniły się w torfowiska lub urodzajne łąki. Na torfowiskach występują dość licznie żurawina błotna, bagno zwyczajne, liczne gatunki mchów, w tym torfowców.
Fauna Teren Borów Tucholskich zamieszkuje wiele różnorodnych gatunków zwierząt. Występuje licznie zwierzyna – jelenie, sarny, dziki, lisy, niezwykle rzadko pojawiają się podczas szczególnie ostrych zim wilki. Nad rzekami występują bobry. Spośród ptaków, z gatunków rzadkich występują bielik, rybołów, żuraw zwyczajny, łabędź niemy, czapla siwa, kruk, głuszec, puchacz, bocian czarny i inne.