Богатството на растителния и животински свят в Родопите се дължи до голяма степен на почвеното и климатичното им разнообразие.
В растително отношение Родопите се дели на два големи района. Върху Западните Родопи се простира обширен растителен район. Тук тя се представя от иглолистните видове с най-често срещаните смърч и бял бор. Източните Родопи, които са под влиянието на средиземноморския климат, се обособяват другият район, който се характеризира с обезлесеността си. На места те са покрити с нискостъблени гори и храсти, а на други – от дъбови и букови гори.
Във вътрешността на планината, в по-закътаните ареали, са запазени интересни реликтни растителни видове, останали още от младия терциер. Това са еловите гори и някои видове орхитеи при връх Червената стена над Бачковския манастир, хаберлея родопензис (силивряк) – в района на Чудните мостове, сидерикус скардикус – по рида Мурсалица, и др.
Голямо е и разнообразието на животинския свят в Родопите. Тук се срещат почти всички видове бозайници, характерни за Европа, като мечки, сърни, елени, диви свине, лисици, зайци и др. От дребните бозайници най-често срещаните са: таралеж, къртица, мишката, катеричката и др.
Значително е разнообразието на птичия свят, от който заслужава да се споменат: глухарът, лещарката, яребицата, кикликът и др. В последно време край язовирите започнаха да гнездят диви патици и гъски.
За да се запазят ценните растителни и животински видове, в планината са организирани множество видове защитени територии.
