La sierra es un espacio montañoso donde la vegetación cambia conforme a la altura, por lo que se pueden avistar especies vegetales muy diferentes, en las zonas bajas con pendientes suaves se encuentran las encinas y especies herbáceas como la peonía. También hay grandes superficies con cultivos de secano.

A mayor altura se ubican matorrales espinosos, y árboles como arces, quejigos, pino laricio y carrasco, así como especies de arbustos como enebros, tomilleras y sabinas. En los bosques mediterráneos que se conservan en el Parque Natural Sierra de Baza abundan algunas especies de pequeños mamíferos como el tejón, el gato montés, la garduña y la musaraña.

Se puede avistar una amplia variedad de aves, siendo las rapaces las más destacadas, que utilizan el hábitat de sus cimas se ubican entre los 1.200 y 2.200 metros como espacios para el descanso y la cría, entre las aves rapaces que habitan en este parque natural encontramos el águila real, el águila perdicera, el águila calzada, el águila culebrera, el azor, el halcón, el gavilán y el búho real.

Entre las otras especies de aves que se pueden avistar en el Parque Natural Sierra de Baza encontramos:

• Ruiseñor bastardo.
• Mosquitero común.
• Martín pescador.
• Vencejo común.
• Busardo ratonero.
• Paloma torcaz.
• Pinzón.
• Roquero rojo.
• Gorrión común.
• Gorrión chillón.

Habitan también en este espacio natural 17 especies de reptiles y 8 de anfibios, entre ellas dos especies endémicas como lo son el sapo partero bético y el sapillo pintojo bético.