张家界区内有木本植物106科320属850种，脊椎动物146种。其中有国家级保护植物56种，国家级保护动物40种。珍奇树种有银杏、珙桐、红豆杉、樱花等；名贵药材有灵芝、天麻、何首乌、杜仲等；珍稀动物有娃娃鱼、独角兽、苏门羚、华南虎、云豹、猕猴、灵猫等。

张家界市森林资源丰富，全市有林业用地面积1012亩，占71%。森林覆盖率达64.61%，名列全省第一。城市实施了“美化、亮化、净化”工程，人均拥有绿地1.55平方米，是理想的生态旅游区、国际度假区。

张家界以其得天独厚的旅游资源闻名于世。以中国第一个国家级森林公园张家界和天子山、索溪峪两个自然保护区组成的武陵源风景区面积达369平方公里，区内以世界罕见的石英砂岩峰林峡谷地貌为主体，集桂林之秀、黄山之奇、华山之险、泰山之雄于一体，藏赂、桥、洞、湖、瀑于一身，有“扩大的盆景、缩小的仙山”之美称。