Приблизно половина території Іспанії покрита природною рослинністю, але лише невелика її частина, переважно в горах, являє собою ліси. На півночі та північному заході ростуть листопадні ліси із дуба, бука, каштана, вище за схилами гір вони змінюються хвойними (сосна, ялиця).
Гори північної Месети, Іберійські гори та хребти Кордильєри-Бетіки вкриті лісами, які містять у видовому складі листопадний португальський дуб, у центральних Піренеях, Центральній Кордильєрі та Іберійських горах поширені хвойні деревостани. Вище межі лісів у Піренеях розташовані альпійські луки. Решта, майже половина території, характеризується середземноморською рослинністю. Це ксерофітні ліси із вічнозелених дубів (пробкового, кам'яного), сосни (алепської пінії), кіпариса, а також із листопадних порід (каштана, клена, липи), чагарників та напічагарників. Внаслідок тривалого пасовищного випасу худоби первісна лісова рослинність часто змінена чагарниковими формаціями, такими як маквіс, гарига, томілара.
Для гариги характерні місцеві види дроку і волошок, для томілари - ароматичні губоквіткові (чагарникові види тим'яну, розмарину й ін.), а також ладанник. Особливий різновид флори гариги становить висока трава альфа, або еспарто (Macrochloa tenacissima), - витривалий ксерофіт, що дає міцне волокно. Найбільш посушливі місця плоскогір'я Месети вкриті трав'янисто-чагарниковою рослинністю. На крайньому півдні є зарості низькорослої пальми хамеропс (єдиної дикоростучої пальми у Європі).
Близькість до Африки зумовила поширення в Іспанії більшої кількості африканських видів, ніж на інших півостровах півдня Європи, в той час як бар'єр Піренейських гір сприяв збільшенню кількості ендемічних видів. Фауна північних та північно-західних районів близька до середньоєвропейської (лисиця, куниця, вовк, бурий ведмідь, борсук, кам'яний козел, серна). У інших місцях звичайними є представники середземоморської фауни та фауни Північної АФрики (віверра, іспанський заєць, алжирський їжак тощо). Поблизу Гібральтара зустрічається макак (єдиний представник приматів у Європі).
Багаточислені птахи (кожний другий вид птахів Європи можна знайти у національному парку Кото Доньяна у дельті Гвадалквівіра), ящірки, змії. Іспанський імператорський орел, сова, деякі різновиди фазанів тощо - мешканці високогір'я Піренеїв. Іспанію вважають найкрупнішою "мисливською" країною Європи. Найбільший мисливський заказник, Саха, розташований на півночі у Кантабрійських горах (ведмідь, кабан, вовк, серна, куріпка і бекас). Є також заказник у провінції Ов'єдо.
Напівпустельні райони південного сходу є місцем поширення скорпіонів, тарантулів та хамелеонів.
Води, що омивають Іспанію, багаті на види риб та молюсків, особливо у Альборанському морі, де змішуються води Атлантики та Середземного моря. Поширені кефаль, макрель, тунець, риба-меч, анчоус, сардина, восьминіг. Серед придонних тварин присутні хек (мерлуза) та мерланг. Смугастий дельфін та довгохвостий кит заселяють води Середземномор'я, а бутилконосий дельфін водиться у дельті Ебро.
Надмірний вилов риби останнім часом призвів до зміни балансу між видами морських тварин.