本國家公園從海岸延伸往內陸,有相當大的海拔差異與南北綿長的地形,因此具有多元環境,富有生物多樣性。主山脊上有豐富的高山植物,尤其冰斗地形周邊有各式各樣的高山植物形成的花田。 受到山的成形較為古老,以及獨特的地形和地質影響,有日高紫雲英、日高金梅草等與其他山系不同的高山植物生態。在稍微偏離主山脊上的Apoi岳(海拔810m)上,有日高草和貓耳菊,還分布有許多以Apoi岳命名的特有種或稀有隔離分布種。
動物生態豐富,以山麓為中心,棲息有棕熊、蝦夷鹿等大型哺乳類動物。另外分布有被視為冰河時期倖存者的蝦夷鼠兔,在日高山脈南部,已在低海拔地區確認其棲息於此。在襟裳岬附近的海岸,棲息著象徵豐沛海洋生態的港海豹等海洋哺乳類動物。