六盘山国家森林公园森林覆盖率达80%以上，有植物资源788种。植被类型，既有水平地带性的森林、草原，又有山地植被垂直带谱中出现的低山草甸草原、阔叶混交林、针阔混交林、阔叶矮林等组成的垂直植被景观。主要树种有山杨、桦、辽东栎、混生椴、槭、山柳、华山松等，林下多箭竹、川榛及多种灌木，发育山地灰褐土。在林带以下和2200米以下阳坡为草甸草原和干草原；2200米以上阳坡和2600米以上阴坡为杂类草草甸，发育山地草甸土，是大牲畜良好牧场。野生生物资源丰富，仅药用植物即有600余种，党参、黄芪、贝母、桃儿七等药材畅销全国。
六盘山森林公园有属国家一类保护的动物有金钱豹，二类保护的动物有林麝、红腹锦鸡、勺鸡和金雕等。脊椎动物约有200种，其中兽类有金钱豹、林麝等38种。鸟类有金雕、红腹锦鸡等147种，昆虫资源17目123科905种，其中有珍贵稀有的金蝠蛾、丝粉蝶、黑凤蝶、波纹水蜡蛾等