Với nhiều vùng sinh trưởng từ khí hậu nhiệt đới đến địa cực, cây cỏ của Hoa Kỳ rất đa dạng. Hoa Kỳ có hơn 17.000 loài thực vật bản địa được xác định, bao gồm 5.000 loài tại California (là nơi có những cây cao nhất, to nhất, và già nhất trên thế giới).[43] Hơn 400 loài động vật có vú, 700 loài chim, 500 loài bò sát và loài lưỡng cư, và 90.000 loài côn trùng đã được ghi chép thành tài liệu.[44] Vùng đất ngập nước như Everglades của Florida là nơi sinh sôi của phần nhiều các loài đa dạng vừa nói. Hệ sinh thái của Hoa Kỳ gồm có hàng ngàn loài động thực vật lạ, không phải xuất xứ bản địa và thường gây tác hại đến các cộng đồng động thực vật bản địa. Đạo luật các loài có nguy cơ tuyệt chủng năm 1973 đã giúp bảo vệ các loài vật hiếm quý, có nguy cơ tuyệt chủng. Nơi cư ngụ của các loài được bảo vệ thường xuyên được Cục Cá và Động vật hoang dã Hoa Kỳ theo dõi.

Năm 1872, công viên quốc gia đầu tiên trên thế giới được thiết lập tại Yellowstone. 57 công viên quốc gia khác và hàng trăm công viên và rừng do liên bang đảm trách khác đã được hình thành từ đó.[45] Các khu hoang dã đã được thiết lập quanh khắp quốc gia để bảo đảm sự bảo vệ nơi cư ngụ ban sơ của các loài động thực vật một cách dài hạn. Tổng cộng, Chính phủ Hoa Kỳ điều hợp 1.020.779 dặm vuông (2.643.807 km²), hay 28,8% tổng diện tích đất của quốc gia.[46] Các công viên và đất rừng được bảo vệ chiếm đa số phần đất này. Cho đến tháng 3 năm 2004, khoảng 16% đất công cộng dưới quyền của Cục Quản lý Đất đã được thuê mướn cho việc khoan tìm khí đốt thiên nhiên và dầu hỏa thương mại;[47] đất công cũng được cho thuê để khai thác mỏ và chăn nuôi bò. Hoa Kỳ là nước thải khí carbon dioxit (CO2) đứng thứ hai, sau Trung Quốc, trong việc đốt cháy các nhiên liệu hóa thạch.[48] Chính sách năng lượng của Hoa Kỳ bị bàn cãi khắp nơi; nhiều lời kêu gọi đưa ra yêu cầu nước này nên đóng vai trò lãnh đạo trong cuộc chiến chống hiện tượng nóng lên của Trái Đất.[49]