Rozmanitost flóry a fauny Českosaského Švýcarska závisí především na jeho geologické a geomorfologické stavbě. S typickými druhy se setkáváme na kyselých pískovcích a s jinými zase v okolí vulkanitů. Značné rozdíly panují mezi květenou a zvířenou osluněných jižních svahů a naopak severních svahů s hlubokými roklemi, kam slunce téměř nepronikne. Zcela unikátní je v tomto ohledu kaňon řeky Labe, který pro Českou republiku představuje hlavní biokoridor spojující ji s přírodou okolní Evropy. Velký vliv na biodiverzitu Národních parků České a Saské Švýcarsko má i skutečnost, že více než 95% jejich území pokrývají  lesy. Není však les jako les a tak je velký rozdíl v jejich složení na kyselých a chudých půdách pískovců a naopak na bohatých půdách čedičových vyvřelin.

Pískovce Českosaského Švýcarska se na první pohled zdají na květenu chudé a zdejší kyselé a rychle vysychavé půdy skutečně nejsou pro většinu rostlin vhodné. Avšak tam, kde jsou na živiny skoupé pískovce obohaceny průniky třetihorních vulkanitů a rovněž v okolí vodních toků a mokřadů stoupá s úživností půd i početnost druhů. Bohatství květeny zde umocňuje i častá klimatická inverze, při které se na dně hlubokých roklí a kaňonů hromadí studený vzduch. V důsledku toho dochází ke zvratu vegetačních stupňů a ve výškách okolo pouhých 150 m n. m. zde unikátně přežívají i chladnomilné a horské druhy, často i relikty z dob ledových. K těm nejvzácnějším patří violka dvoukvětá, čípek objímavý, vranec jedlový a plavuň pučivá. V chladných lesních údolích panuje klima jen s malými teplotními a vlhkostními výkyvy. Proto se zde daří i suboceánickým druhům jako je sedmikvítek evropský, častý je i  pstroček dvoulistý a šťavel kyselý. Naopak teplomilnou květenu létem provoněných a osluněných luk či stepních enkláv zastupují tolita lékařská,  mateřídouška úzkolistá,   třezalka tečkovaná,  hvozdík kartouzek či ojedinělé  netřesky. Dříve obdělávané zemědělské plochy dnes často pokrývají louky s pastvinami a postupně se na ně navracejí oku lahodící  květnatá společenstva, jako např. kopretina bílá s různými  druhy zvonků a novodobým  jestřábníkem oranžovým. Snad nejtypičtější květinou Českosaského Švýcarska je dnes  náprstník červený. Přestože zde také není původní, jeho bohaté porosty podél cest a na lesních pasekách dokáží potěšit snad každého návštěvníka.

Bohaté půdy čedičových vyvřelin poskytují domov náročnějším druhům, jako je kyčelnice cibulkonosná, mářinka vonná, jaterník podléška, dymnivka dutá či dymnivka plná, bažanka vytrvalá a kapradina laločnatá, barvínek menší, vraní oko čtyřlisté či konvalinka vonná. Na jaře se vyskytují rozsáhlé porosty omamně vonící měsíčnice vytrvalé, které se na Vlčí hoře v rezervaci „Líska“ staly tradičním cílem turistických výprav. Charakteristický je samorostlík klasnatý, častá je hluchavka žlutá, najít zde lze i vzácný áron plamatý a častou kyčelnici devítilistou.

 Daří se zde krásné lilii zlatohlávku, vzácné orchideji hlístníku hnízdáku či běžné konopici nádherné. Další orchideje Českosaského Švýcarska – kruštík širolistý  i kruštík bahenní, bradáček vejčitý, prstnatec májový či prstnatec Fuchsův se vzácně vyskytují na zamokřených loučkách nebo v okolí vystupujících ker jurských vápenců a vápnitých pískovců, kde se navíc daří i česneku medvědímu, podbílku šupinatému či přesličce největší, ojediněle se vyskytne i hnilák smrkový.

 Okolí vodních toků se na jaře zdobí koberci bledule jarní, prvosenky vyšší či sasanky hajní, v létě zde roste udatna lesní, místy i žluťucha orlíčkolistá, kokořík mnohokvětý či kokořík přeslenitý. Mokřady u vodotečí jsou domovem i dalších vzácných druhů jako kosatec žlutý či vachta trojlistá, v mokřinách roste i violka bahenní, blatouch bahenní či kuklík potoční.

K prvním květům, které lze z jara spatřit, patří i devětsil, mokrýš střídavolistý či vstřícnolistý, plicník lékařský, křivatec žlutý, orsej jarní, hrachor lecha jarní. S přibývajícím teplem léta se přidávají divizna černá, černýš lesní a černýš rolní, smolnička obecná, která si oblíbila teplá a osluněná místa, či knotovka lesní.

Rovněž říční náplavy v kaňonu Labe jsou na flóru bohaté a vyskytuje se zde mnoho vzácných druhů. Snad nejznámějším je drobnokvět pobřežní, který se v ČR již nikde jinde nevyskytuje. Spolu s ním se zde na štěrkopískových náplavech daří vzácným společenstvům, která jsou závislá na občasném zaplavování biotopu říční vodou. Časně z jara zde kvete sasanka pryskyřníkovitá či ladoňka dvoulistá vídeňská a vedle přírodních společenstev se po vodních tocích hojně šíří i uměle zavlečené invazní druhy, především netýkavka sachalinská či křídlatka japonská.
Specifická je i oblast při západní hranici Českosaského Švýcarska s Krušnými horami, kde se projevuje zvýšení početnosti druhů vlivem prolínání dvou biogeografických celků. Spatřit zde proto můžeme i velmi vzácné druhy jako kosatec sibiřský, upolín evropský, hvozdík lesní, lilii cibulkonosnou či prhu arniku.

Českosaské Švýcarsko je mimořádně bohaté na bezcévné rostliny. Zejména pro mechorosty představují chladné a vlhké rokle pravý ráj a dosud jich zde bylo objeveno na tři sta druhů, z nichž mnohé jsou velmi vzácné a ohrožené. K nejtypičtějším patří četné druhy rašeliníků, ploníků či měříků. Častý je bělomech sivý, dvouhrotec chvostnatý, dvouhroteček různotvárný, baňatka obecná, paprutka nící, drabík stromkový, měřík tečkovaný, měřík trnitý, rokyt, trmělka či vlahovka. Pod stinnými převisy se vyskytuje i zeleně světélkující dřípovičník zpeřený. Zdejší vlhké rokle oplývají i játrovkami. K typickým z nich patří porostnice mnohotvárná či mřížkovec kuželovitý.

Také lišejníků zde bylo dosud nalezeno na 200 druhů a jedná se tedy o území na ně výjimečně bohaté. Snad nejtypičtějším druhem Českosaského Švýcarska je  chrisotrix chlorina, který pro svou jasně žlutou barvu, ostře kontrastující s tmavými skalami, nelze přehlédnout. Pouze na jediném místě se v soutěskách Kamenice dosud podařilo nalézt  hlávnatku psí a z červené knihy se vyskytuje např.  čárnička psaná. Časté jsou i  pukléřka sivá,  terčovník zední,  terčovka bublinatá,  lišejník zeměpisný, na exponovaných skalách je častá  pupkovka a zaujmou i červeně kvetoucí zdobné  dutohlávky či oranžové zbarvení kmenů stromů způsobující lišejník  trapeliopsis pseudogranulosa. Díky zlepšení čistoty ovzduší se po mnoha desetiletích znovu začínají objevovat  provazovky, vousovitě rostoucí lišejníky indikující dobrou kvalitu ovzduší.

 Pro chladné a vlhké rokle a úžlabí jsou typické i kapraďorosty, mezi které se řadí plavuně, přesličky a kapradiny. Vzácně se na nemnoha místech vyskytuje  plavuň pučivá či  vranec jedlový, pouze na jednom místě se v Národním parku České Švýcarsko podařilo nalézt  přesličku největší, dosahující téměř metrové výšky a vyžadující vápnité prostředí, častá je  přeslička lesní či  přeslička bahenní. Bohatě se vyskytují zejména kapradiny, kterých bylo dosud zjištěno na 20 druhů a které místy vytvářejí i souvislé podrosty. K nejkrásnějším patří  pérovník pštrosí či další chladnomilný suboceánický relikt,  žebrovice různolistá.

 Vlhké klima skalních soutěsek svědčí i  osladiči obecnému, kterým jsou zde často porostlé i koruny starých stromů, podobně jako v tropických pralesích, a místy lze spatřit i vzácný  sleziník, běžná je  kapraď samec. V řídkých borech je velmi rozšířena  hasivka orličí, v bučinách roste  bukovník kapraďovitý a na Růžáku se vyskytuje i velmi vzácná kapradina laločnatá. Specifická flóra osídlila nečetná  rašeliniště, kde se vedle více druhů rašeliníků vyskytuje  suchopýr pochvatý, který na pomezí s Krušnými horami u Tisé tvoří  sněhobílé porosty, či  klikva bahenní, často ve společenstvech s typickým  rojovníkem bahenním. K velmi vzácnému jevu dochází tam, kde voda odkapává z pod převisů a kořeny stromů utvářejí  kořenové stalagnity.

Vodní svět potoků a říček rovněž oplývá bohatstvím druhů flóry i fauny a jejich výzkum je teprve v počátcích. Bohatost forem života závisí především na čistotě vod a tak se s nimi lze nejlépe seznámit v  Jetřichovické Bělé, která má před soutokem s Kamenicí vždy křišťálovou čistotu. Rovněž dolní toky  Kamenice a  Křinice se průchodem nedotčenou přírodou národního parku natolik vyčistí, že zde mají vodu nejvyšší čistoty. Místy jsou tyto vodní toky souvisle prorostlé  vodními rostlinami a  balvany na dně často pokrývají  povlaky hub a  řas. Na vodním rostlinstvu v Kamenici byly zjištěny i formy  přisedlých živočichů – nezmarů podobných mořským láčkovcům či polypům.

Velmi početné jsou běžné, ale i vzácné druhy hub, jejichž výskyt závisí především na vlhkosti. Dobře propustné pískovce rychle vysychají a tak se houbám daří zejména v obdobích intenzivních dešťů střídaných teplým počasím a v místech protékaných potoky a říčkami. Vyskytuje se mnoho známých druhů vyhledávaných houbaři, jako  křemenáč a kozák březový, královská houba  hřib smrkový, různé druhy  suchohřibů nebo třeba podzimní  václavka obecná. Častý je i výskyt méně známých druhů, jako např.  špička kolovitá,  lakovka ametystová,  krásnorůžek lepkavý nebo četné druhy  penízovek. Vidět však lze i mnohé vzácné a ohrožené druhy, jako např.  šiškovec černý,  patyčka rosolovitá nebo  kyjanka purpurová. Mnoho druhů se vyskytuje na tlejícím dřevě listnáčů, jako např.  čihovitka masová,  dřevnatka dlouhonohá,  voskovička citronová a zajímavá je zde i  číšenka rýhovaná s vajíčky v kalíšku. Četné je i zastoupení mnoha  rosolovitých  druhů hub vyskytujících se nejčastěji v soutěskách Kamenice  na spadlých bukových kmenech nebo i řada téměř  mikroskopických hub. Celkově je Českosaské Švýcarsko na houby mimořádně bohaté, dosud zde bylo zjištěno na 600 druhů a mnohé další teprve čekají na své objevení.