La Sierra de las Nieves acoge una excelente muestra de la diversidad biológica de los sistemas montañosos mediterráneos, con exponentes muy destacados en sus bosques de pinsapo, los más extensos del mundo, la flora de alta montaña, los ecosistemas serpentínicos y la fauna fluvial.
La estratégica situación geográfica de la Sierra de las Nieves, muy cerca del Estrecho de Gibraltar y, por tanto, del continente africano, y de dos mares, Alborán y Atlántico, así como su enorme variedad geológica (rocas sedimentarias, metamórficas e ígneas) y el gran rango altitudinal, son las causas responsables de su elevada diversidad biológica, que se traduce en una gran riqueza de hábitats y especies.
El inventario florístico supera los 1.400 tipos distintos de plantas, de las que 15 se consideran amenazadas, destacando el pinsapo (Abies pinsapo), quejigo de alta montaña (Quercus alpestris) y tabaco gordo (Atropa baetica).
En lo que respecta a la fauna, están presentes casi 200 especies de vertebrados. Por su parte, la información sobre invertebrados es muy parcial, pero se conocen relativamente bien algunos grupos de insectos como hormigas, mariposas y odonatos (libélulas y caballitos). Gracias a estudios efectuados por entomólogos, se han citado hasta la fecha 59 especies de hormigas, 100 mariposas diurnas y 255 nocturnas, así como 37 odonatos. Esa información, aunque incompleta, induce a pensar que la fauna de invertebrados debe ser de una elevada diversidad. En total, 14 especies animales se incluyen en el Catálogo Andaluz de Especies Amenazadas, pudiendo señalarse 7 especies de murciélagos, 2 de aves, un pez, 3 libélulas y el cangrejo de río autóctono (Austropotamobius pallipes).
Entre las acciones de conservación de la biodiversidad que se llevan a cabo en la Sierra de las Nieves destacan las que derivan de la ejecución de varios Planes de Recuperación y Conservación de especies y hábitats protegidos, que en concreto son los siguientes: Flora de las Altas Cumbres, Pinsapo, Aves Necrófagas y Peces e Invertebrados de medios acuáticos epicontinentales.
Los mayores esfuerzos en materia de conservación de la biodiversidad han ido dirigidos a la recuperación del pinsapo y las especies botánicas que lo acompañan en los ecosistemas de los que forma parte, así como la protección frente a la herbivoría de plantas de alta montaña y de medios serpentinícolas, así como la lucha contra la desaparición de los últimos reductos del cangrejo de río autóctono, muy afectado por una enfermedad ocasionada por un hongo.
Por otra parte, se han aplicado medidas de mejora de hábitats de anfibios, favoreciendo la reproducción de la la subespecie de salamandra común endémica de las provincias de Cádiz y Málaga (Salamandra salamandra longirostris), se han realizado experiencias de fomento de los lugares de cría del colirrojo real (Phoenicurus phoenicurus) y se ha impulsado la instalación de un comedero de aves carroñeras, que favorece la afluencia y diversidad de diferentes aves rapaces.