（1）动物
公园在动物地理区划上属东洋界华中区东部丘陵平原亚区，现已记录鱼类30种，隶属6目15科；陆生野生动物137种，隶属4纲、22目、63科，其中两栖纲、爬行纲、鸟纲和哺乳纲分别有1目4科16种、2目5科18种、13目35科72种和7目18科31种，包括云豹国家一级保护野生动物1种，鸳鸯、草鸮、斑头鸺鹠、黑冠鹃隼、蛇雕、白鹇、穿山甲、小灵猫和虎纹蛙等国家二级保护野生动物9种。公园内经济动物较多，包括棘腹蛙、华南湍蛙、沼蛙和镇海林蛙等食用蛙类；王锦蛇、赤链蛇、灰鼠蛇、乌鞘蛇、银环蛇等经济蛇类；斑头鸺鹠、草鸮、灰胸竹鸡、白胸苦恶鸟、粉红山椒鸟、栗背短脚鹎、黑短脚鹎等许多具食用、药用、羽用或观赏价值的鸟类以及华南兔、白腹巨鼠、中华竹鼠、豪猪、果子狸、野猪等食肉类动物。这些与濒危动物一起，构成了公园丰富多样的动物景观。
（2）植被
根据统计调查，平江县北罗霄国家森林公园内目前已查清野生种子植物151科593属1181种，其中裸子植物4科5属7种，被子植物147科588属1174种。加上栽培和归化种，公园内共有种子植物154科606属1200种。公园内分布有国家级重点保护野生植物46种，隶属于29属16科。其中国家一级重点保护植物有银杏和南方红豆杉2种，国家二级重点保护植物有凹叶厚朴、闽楠、野大豆、金荞麦、花榈木、大叶榉、川黄檗、红椿、喜树等44种。
公园内植物生活型多样，有常绿乔木、落叶乔木、常绿灌木、落叶灌木、常绿木质藤本、落叶木质藤本，一二年生草本、多年生草本、草质藤本、腐生植物和和寄生植物以及亚灌木植物等。木本植物(50.64%)和草本植物(49.36%)比例相当；落叶性木本植物(30.08%)较常绿性(19.56%)高，是众多生活型木本植物和草本植物繁衍生息的场所。 因此，从植被类型和种类推断，公园的植被生态系统是罗霄山脉北段的最好代表。
