La vegetazione delle Madonie varia col variare della quota altimetrica e delle caratteristiche morfologiche del territorio (orograficamente si passa da pochi metri s.l.m. a zone di 2000 metri circa di quota).
Le vegetazioni endemiche appaiono nella zona montuosa. Così tra faggi e lecci appaiono L'Abies Nebrodensis (di particolare rarità, che cresce solamente sul vallone Madonna degli Angeli e conta solo 31 esemplari, unici in tutto il mondo), l'agrifoglio (nella zona di Piano Pomo), il ginepro, il vischio, il biancospino.
A livello collinare dove maggiormente è presente l'attività antropica, si riscontrano antiche attività colturali, come vigneti, giardini di agrumi, secolari oliveti (tra Pollina e Castelbuono), pascoli, colture cerealicole, frumento ed orzo, e vegetazione del tipo mediterraneo. A bassa quota troviamo, infatti, la tipica macchia mediterranea (il pino domestico, l'erica, la ginestra, l'euforbia e il corbezzolo).
Al di sopra degli 800 metri, sul versante nord, si incontrano fitti boschi di quercia da sughero e di castagno, ma anche frassino da manna, lecci e roverelle, il nocciolo e il mandorlo.
A quote più alte incontreremo boschi misti di roveri e agrifoglio, e quindi i faggeti, nel sottobosco dei quali molto varia è la flora, costituita da orchidee, viole, ciclamini e, nelle zone umide dalle felci regali.
Alle quote più alte, la flora si presenta molto più rara, crescono, infatti, solo vegetazioni di tipo erbaceo o arbustivo, come la ginestra del Cupani, oltre al ginepro e all'astragalo delle Madonie.

La Fauna
Numerose e varie sono le specie animali che popolano il parco: esso ospita volpi, donnole, istrici e lepri, quercini, gufi reali, capinere, picchi rossi, ghiri, corvi imperiali e la straordinaria aquila reale.