Sơn La có tài nguyên động, thực vật phong phú và đa dạng, với nhiều loài động thực vật quý.
Tài nguyên thực vật
Hệ thực vật ở Sơn La có 161 họ, 645 chi và khoảng 1.187 loài, bao gồm cả thực vật hạt kín và hạt trần, thực vật nhiệt đới và ôn đới. Tiêu biểu có các họ như: lan, dẻ, tếch, sa mu, tử vi, dâu...
- Các họ có nhiều loài như: cúc, cói, đậu, ba mảnh vỏ, long não, hoa môi, ráy, ngũ gia bì, dâu, cà phê, lan, cam na, bông, vang, dẻ,...
- Các loài thực vật quý hiếm gồm có pơ mu, thông tre, lát hoa, bách xanh, nghiến, chò chỉ, du sam, thông hai lá, thông ba lá, dâu, dổi, trai, sến, đinh hương, đinh thối, sa nhân, thiên niên kiện, ngũ gia bì, đẳng sâm, hà thủ ô...
- Những loài thực vật quý hiếm có nguy cơ bị tuyệt chủng có: pơ mu, thông tre, lát hoa, bách xanh, nghiến, chò chỉ, thông ba lá, dổi, đinh hương, đinh thối, trai.
Tài nguyên động vật
Đã thống kê được thành phần các loài động vật rừng lưu vực Sông Đà, Sông Mã, chủ yếu sống trong rừng đặc dụng: Xuân Nha, Tà Xùa, Sốp Cộp, Copia, Khu bảo tồn thiên nhiên Mường La... Bao gồm: thú có 101 loài, trong 25 họ, thuộc 8 bộ; chim có 347 loài, trong 47 họ thuộc 17 bộ; Bò sát có 64 loài, trong 15 họ thuộc 2 bộ; lưỡng thê có 28 loài thuộc. Trong đó, có các loài động vật quý hiếm được ghi trong sách đỏ: Vượn đen (Nomascus concolor), Gấu (Ursidae), Cầy vằn (Chrotogale owstoni), Sóc bay (Pteromyyini hay Petauristini), Culi (Lorinae), Chồn mực (Arctictis binturong), ...