Đảo Nihoa là ngôi nhà của 25 loài thực vật và động vật, đa dạng nhất trong toàn quần đảo Tây Bắc Hawaii. Một số loài chỉ có thể được tìm thấy trên đảo như Telespiza ultima và Acrocephalus familiaris kingi (chim), Pritchardia remota, Schiedea verticillata và Amaranthus brownii (cây). Khu hệ thực vật và các khối đá đóng vai trò là nơi làm tổ và trú đậu cho 18 loài chim biển như Sula sula, Anous stolidus, nhàn và hải âu.

Do cách biệt về địa lý và không sở hữu những mỏ phân chim lớn nên đảo Nihoa không thu hút sự quan tâm của con người. Điều này giúp bảo tồn các loài đặc hữu khỏi nguy cơ tuyệt chủng. Vì đảo nhỏ nên đa phần các loài đặc hữu của Nihoa thuộc nhóm loài nguy cấp bởi lẽ cả quần thể có thể bị tiêu diệt khi một thảm hoạ nào đó - như cháy hay sự xâm nhập của sinh vật xâm lấn - xảy ra. Một ví dụ là trường hợp loài châu chấu xâm lấn Schistocerca nitens: trong giai đoạn 1999-2003, châu chấu đã tàn phá phần lớn thảm thực vật trên đảo và gây mối nguy thực sự đối với thực vật đảo Nihoa.[4] Vào những năm tiếp theo, số châu chấu giảm và thực vật phát triển trở lại. Hầu như chắc chắn là châu chấu đã theo các cơn gió từ đảo Kauau để đến đảo Nihoa.

Sau đây là danh sách một số sinh vật đặc hữu của đảo Nihoa:

• Pritchardia remota
• Acrocephalus familiaris kingi
• Telespiza ultima
• Banza nihoa
• Schiedea verticillata
• Sesbania tomentosa
• Amaranthus brownii
• Nihoa mahina
• Thaumatogryllus conanti
• Plagithmysus nihoae
• Eupelmus nihoaensis
• Hylaeus perkinsiana

Bảo tồn

Năm 1909, Khu bảo tồn Quần đảo Hawaii (Hawaiian Islands Reservation) thành lập với Nihoa là một phần trong đó. Nhiều loài sinh vật trên đảo được kiểm kê toàn diện qua chuyến thám hiểm Tanager năm 1923. Năm 1940, đảo trở thành một bộ phận của Khu nương náu Hoang dã Quần đảo Tây Bắc Hawaii (Northwestern Hawaiian Islands Wildlife Refuge). Năm 1988, người ta liệt kê đảo vào Sổ bộ Địa danh Lịch sử Quốc gia Hoa Kỳ do đảo có các di chỉ khảo cổ quan trọng về mặt văn hoá. Từ năm 2006, đảo thuộc Khu bảo vệ hải dương quốc gia Papahānaumokuākea (Papahānaumokuākea Marine National Monument). Những ai có ý định đến Nihoa nhằm mục đích nghiên cứu khoa học và văn hoá thì phải có giấy phép đặc dụng từ Cục Hoang dã và Cá Hoa Kỳ. Biện pháp này nhằm giảm rủi ro các loài ngoại lai xâm nhập hệ sinh thái mong manh của đảo.