小笠原國家公園的島嶼從未與大陸接壤，因此孕育出了許多本地特有的動植物和昆蟲。座頭鯨、海豚、綠蠵龜和各種熱帶魚均棲息於公園的海洋中，而陸地上的亞熱帶森林則棲息著黑林鴿和小笠原狐蝠等稀有生物。
植物
無人姫椿
無人姫椿（學名：Schima mertensiana）是此地區特有的常綠喬木。在 5 月至 6 月期間，無人姫椿的白色五瓣花可為公園的風景錦上添花。
無人姫椿
動物
綠蠵龜
綠蠵龜（學名：Chelonia mydas）分布在世界各地的熱帶和亞熱帶地區，會於 3 月至 9 月期間，在公園的沙灘上產卵。小笠原國家公園是日本最大的綠蠵龜繁殖地。
綠蠵龜
座頭鯨
座頭鯨（學名：Megaptera novaeangliae）體型龐大，體重可達 30 噸以上。牠以嘹亮優美的歌聲和背鰭前的明顯隆起而聞名。12 月至 5 月初是座頭鯨的繁殖季節，遊客可以在小笠原國家公園發現其蹤跡。
座頭鯨