Cửu Trại Câu nằm trong vùng sinh thái rừng lá rộng ôn đới với núi và cao nguyên đan xen. Gần 300 km2 (116 dặm vuông Anh) của danh thắng này được bao phủ bởi rừng hỗn hợp (lá rộng ôn đới và rừng hỗn giao). Khu rừng với đầy đủ các sắc lá từ vàng, cam, đỏ trong mùa thu khiến nó là một điểm đến vô cùng hấp dẫn. Đây là nhà của một số loài thực vật đặc hữu, trong đó bao gồm cả tre và đỗ quyên.

Về động vật, nơi đây có một số loài có nguy cơ tuyệt chủng là Gấu trúc lớn và Voọc mũi hếch. Cả hai loài đều có số lượng nhỏ và tồn tại trong tình trạng cô lập, trong đó quần thể Gấu trúc chỉ ít hơn 20 cá thể. Sự sống còn của chúng vẫn còn là một dấu hỏi khi lượng khách du lịch tới đây ngày một tăng. Ngoài ra, Cửu Trại Câu cũng là nơi có khoảng 140 loài chim.