A grandes rasgos pueden distinguirse tres tipos de biomas: el bosque chaqueño en el área de las sierras, elespinal que bordea al anterior y el pastizal pampeano al sur y al este.

En las sierras la vegetación se distribuye en pisos escalonados según la altura, con algunas variaciones derivadas de la exposición a los vientos húmedos y la insolación. El bosque está formado por un estrato arbóreo de 5 a 15 m de altura, con un monte arbustivo. Ocupa los fondos de valles y los faldeos de las sierras hasta una altura de 1 500 m. Se caracteriza por la presencia de horco-quebrachos, molles de beber, cocos, piquillines, tuscas, algarrobos, arbustos y hierbas olorosas, entre ellas la típica peperina.

Hoy solo quedan relictos de ese bosque, pues ha sido usurpado con fines económicos o sacrificado para la urbanización. En las tierras baldías le sucede un matorral espinoso y en el escalón superior, desde los 1 700 m a los 2 000 m, el bosque se torna más pobre en especies y más abierto, con predominio de tabaquillo y horco-molle. Por último, hacia la cumbre aparecen las pampas con sus pastizales de gramíneas.

Como un rasgo excepcional, se presentan pequeños sectores poblados de palmeras como en la Pampa de Pocho. La población animal de la región varía según la altura: caburé, catita verde, comadreja, calandria, cuis moro, iguana, jilguero, mulita, murciélago cola de ratón, martín pescador, pecarí, puma y zorro, y en las zonas altas, águila, cóndor, chingolo, halcón, jote, lagarto y puma, entre otros.

La zona de algarrobal ocupa los llanos del pie de las sierras y se adentra hasta la depresión de Mar Chiquita, donde crecen algarrobos blancos y negros mezclados con quebrachos en contacto con el bosque chaqueño, espinillos, talas, piquillines, chañares y otras especies adaptadas a la sequedad.

Sobre los mejores suelos de la subhúmeda llanura oriental se desarrolla el pastizal pampeano, con pastos tiernos aptos para el consumo del ganado y excelentes tierras agrícolas. Es la zona en que la vegetación natural ha sido más intensamente modificada. Dos de las especies autóctonas, vizcacha y ñandú, casi se han extinguido. Los animales que viven son caranchos,  comadrejas, cuises, chimangos, garzas y gatos de los pajonales, entre otros.

En el borde de las depresiones de las Salinas Grandes y Mar Chiquita aparecen especies adaptadas al suelo salino, como el cachiyuyo y el jume, que alcanza gran altura y se mezcla con cardones y breas hacia el borde de la depresión. Sobreviven los guanacos y las liebres patagónicas o maras, ya que es una zona casi inhabitada por el hombre.