Χλωρίδα
Η έντονη ποικιλότητα του ανάγλυφου, ο διαφορετικός προσανατολισμός των πλαγιών και η θέση τους σε σχέση με την Θάλασσα επηρεάζουν κατά τόπους το κλίμα του Ολύμπου με αποτέλεσμα να επικρατούν τοπικές συνθήκες μικροκλίματος που σε συνδυασμό με το γεωλογικό υπόβαθρο και το έδαφος, ευνοούν την ανάπτυξη ιδιαιτέρων τύπων βλάστησης και χαρακτηριστικών βιοτόπων αντίστοιχα.
Η βλάστηση του Ολύμπου και ιδιαίτερα η κατατομή της, παρουσιάζει πολλές ιδιαιτερότητες. Γενικά, η βορειοανατολική πλευρά του Ολύμπου είναι πυκνά δασωμένη, αφού δέχεται και τις περισσότερες βροχές, ενώ η νοτιοδυτική έχει σημαντικά αραιότερη βλάστηση. Επίσης, ενώ στις γειτονικές οροσειρές των Πιερίων, του Κάτω Ολύμπου και της Όσσας υπάρχει μια σαφής διαδοχή των ζωνών βλάστησης, ακολουθώντας το υψόμετρο, στον Όλυμπο παρατηρείται αναρχία στη διαδοχή των ζωνών βλάστησης. Το γεγονός αυτό οφείλεται στη μεγάλη ποικιλία μικροκλιμάτων που δημιουργεί το ανάγλυφο της περιοχής.
Ζώνες βλάστησης
Υπάρχουν γενικά τέσσερις διαδοχικές ζώνες βλάστησης που παρατηρούνται στον Όλυμπο χωρίς σαφή όρια μεταξύ τους και είναι οι ακόλουθες:
Μεσογειακή ζώνη βλάστησης
Από το υψόμετρο των 300μ. μέχρι και τα 500μ. απαντάται η μεσογειακή ζώνη των αείφυλλων πλατύφυλλων (μακκία). Εκτός από την αριά (Quercus ilex) και τη γλιστροκουμαριά (Arbutus andrachne) απαντώνται το πουρνάρι (Quercus coccifera), η ήμερη κουμαριά (Arbutus unedo), το φυλίκι (Phillyrea latifolia), η δάφνη (Laurus nobilis), ο κέδρος (Juniperus oxycedrus) και άλλα. Από τα φυλλοβόλα είδη τα συνηθέστερα είναι ο μέλιος (Flaxinus ornus), το τρίλοβο σφενδάμι (Acer monspessulanum), η κουτσουπιά (Cercis siliquastrum), η κοκορεβιθιά (Pistacia terebinthus), το χρυσόξυλο (Cotinus coggygria) και άλλα.
Ζώνη δασών οξιάς – ελάτης και ορεινών κωνοφόρων
Η ζώνη των αείφυλλων πλατύφυλλων αντικαθίσταται βαθμιαία από τα οικοσυστήματα της μαύρης πεύκης (Pinus nigra var.pallasiana) που σχηματίζει συμπαγείς συστάδες και είναι χαρακτηριστικό ότι λείπει παντελώς η ενδιάμεση ζώνη των φυλλοβόλων δρυών, αν και άτομα των ειδών αυτών απαντώνται σποραδικά μέσα σε συστάδες μαύρης πεύκης. Στις βορεινές πλαγιές της κοιλάδας του Ξηρόλακκου και σε υψόμετρο μεταξύ 600 και 700μ. βρίσκεται υψηλό δάσος χνοώδους δρυός (Quercues pubescens) εκτάσεως 1.200 στρ. περίπου.
Η μαύρη πεύκη κυριαρχεί στην ανατολική και βόρεια πλευρά του βουνού από τα 500 έως τα 1.700 μ. υψόμετρο. Στη ζώνη αυτή εμφανίζεται επίσης η υβριδογενής ελάτη (Abies hybridogenus borissi-regis) σε μικρές ομάδες και λόχμες, μέχρι και μικρές συστάδες, ιδιαίτερα στη χαμηλότερη περιοχή και στις θέσεις Ναούμη (δυτικά) και Σταλαματιά και Παλιόκαστρο (ανατολικά), όπου απαντάται σε μίξη με τη μαύρη πεύκη και το ρόμπολο (Pinus heldreichii). Επίσης, στη ζώνη αυτή απαντάται και η οξιά (Fagus sylvatica s.1), η οποία, ενώ στα γειτονικά βουνά της Όσσας και των Πιερίων δημιουργεί εκτεταμένη ζώνη βλάστησης, στον Όλυμπο περιορίζεται σε μικρές συστάδες, που εμφανίζονται σαν νησίδες και βρίσκονται κυρίως στις υγρότερες θέσεις και στα καλύτερα εδάφη.
Ιδιαίτερα πλούσια ποικιλία δένδρων και θάμνων βρίσκεται στην κοιλάδα του Ενιπέα. Εκεί μπορεί να δει κανείς τη φτελιά (Ulmus glabra), την αγριοκερασιά (Prunus cerasifera), τον ίταμο (Taxus baccata), τη λεπτοκαρυά (Corylus avellana), το αρκουδοπούρναρο (Ilex aquifolium), την κρανιά (Cornus mas), το μελιάδι (Fraxinus ornus) και το σφενδάμι (Acer monspessulanum) και μια σημαντική ποικιλία από ποώδη φυτά. Τα φαράγγια και οι ρεματιές καλύπτονται από πλατάνια (Platanus onentalis), ιτιές (Salix cίnerea) μαύρο σκλήθρο και παρόχθια βλάστηση.
Ζώνη ψυχρόβιων κωνοφόρων
Το χαρακτηριστικό είδος της ζώνης αυτής είναι το ρόμπολο (Pinus heldreichii). Το σπάνιο αυτό είδος πεύκης εμφανίζεται σποραδικά από τα 1000μ. υψόμετρο και βαθμιαία αντικαθιστά τη μαύρη πεύκη, ενώ από τα 1400μ. και πάνω, δημιουργεί σχεδόν αμιγές δάσος. Από τα 2000 μ. υψόμετρο το δάσος αρχίζει και αραιώνει, ενώ φτάνει μέχρι τα 2750μ. δημιουργώντας έτσι το υψηλότερο δασοόριο (ανώτατο όριο στο οποίο αναπτύσσονται δάση) των Βαλκανίων και της Ευρώπης γενικότερα.
Χαρακτηριστικό του είδους αυτού είναι ότι πάνω από τα 2500μ, τα δέντρα αποκτούν μια έρπουσα μορφή. Η περιοχή που αναπτύσσεται το ρόμπολο είναι συνήθως ξηρή και οι πλαγιές πετρώδεις. Στη ζώνη αυτή δεν υπάρχουν πηγές ή ρέματα με νερό. Η βλάστηση που αναπτύσσεται στην περιοχή αυτή είναι προσαρμοσμένη στις ειδικές τοπικές συνθήκες και αντιπροσωπεύεται από χαρακτηριστικούς θάμνους, αγρωστώδη, χασμόφυτα κ.ά., ενώ η χλωρίδα περιλαμβάνει πολλά ενδημικά είδη των Βαλκανίων.
Εξωδασική ζώνη υψηλών ορέων
Μετά τη ζώνη του ρόμπολου ακολουθεί μια εκτεταμένη και γυμνή από δέντρα ζώνη με αλπικά λιβάδια, που συντίθεται από μωσαϊκό λιβαδικών οικοσυστημάτων, ανάλογα με το ανάγλυφο, την κλίση και τον προσανατολισμό του εδάφους. Σε γενικές γραμμές η αλπική αυτή βλάστηση, στην οποία συναντώνται περισσότερα από 150 είδη φυτών, διακρίνεται σε λιβάδια με χιονοστρώσεις, χλοώδεις βάλτους, αλπικούς λιθώνες και σχισμές βράχων. Στα λιβάδια, στους βράχους και στις απότομες πλαγιές ζουν τα περισσότερα ενδημικά φυτά του Ολύμπου, κυρίως μερικά από τα ωραιότερα ελληνικά αγριολούλουδα. Από αυτά τα μισά βρίσκονται μόνο στην Βαλκανική χερσόνησο και τα 23 μόνο στον Όλυμπο και πουθενά αλλού.
Πανίδα
Η πανίδα του Ολύμπου, που δεν έχει μελετηθεί συστηματικά μέχρι σήμερα, περιλαμβάνει σημαντική ποικιλία και χαρακτηρίζεται από την παρουσία σημαντικών, σπάνιων και απειλούμενων ειδών. Τα μεγάλα θηλαστικά, που ζούσαν παλαιότερα στην περιοχή, όπως το ελάφι, έχουν πλέον εξαφανιστεί από τον Όλυμπο. Στην αρχαιότητα υπήρχαν λιοντάρια (Παυσανίας) ενώ τουλάχιστον μέχρι τον 16ο αιώνα υπήρχαν αρκούδες (Βίος Αγίου Διονυσίου του Νεωτέρου).
Έχουν καταγραφεί 32 είδη θηλαστικών, στα οποία περιλαμβάνονται:
- το αγριοκάτσικο (Rυρicapra rupicapra)
- το ζαρκάδι (Capreolus capreolus)
- το αγριογούρουνο (Sus scrofa)
- η αγριόγατα (Felis sylvestris)
- το κουνάβι (Martes foina)
- η αλεπού (Vulpes vulpes)
- ο σκίουρος (Sciurus vulgaris) κ.ά.
Έχουν εντοπιστεί επίσης 108 είδη πτηνών (όπως τσιχλογέρακο, μαυρόγυπας, πετροπέρδικα, λευκοπελαργός, αγριοπερίστερο, κοκκινολαίμης, χρυσογέρακο, πετρίτης, δεντρογέρακο, χρυσαετός, φιδαετός, σταυραετός, τσαλαπετεινός) πολλά από τα οποία, ιδιαίτερα τα αρπακτικά, είναι σπάνια και προστατεύονται αυστηρά από διεθνείς συμβάσεις.
Υπάρχουν ακόμα τα συνηθισμένα ερπετά του ελληνικού χώρου (22 είδη όπως φίδια, χελώνες, σαύρες κ.λπ.) και ορισμένα αμφίβια (8 είδη) στα ρέματα και τις εποχιακές λίμνες, καθώς και μια μεγάλη ποικιλία εντόμων, κυρίως πεταλούδες, για τις οποίες ο Όλυμπος φημίζεται.