Có 5 loài thực vật đã biết sinh sống trong hồ trên đỉnh núi và khoảng 168 loài dọc theo các bờ hồ. Khu vực núi Trường Bạch là nơi sinh sống của hổ Siberia, gấu, báo hoa mai, chó sói, và lợn rừng. Loài sói đỏ Ussuri có thể đã bị tuyệt chủng khỏi khu vực. Loài hươu nai sinh sống trong các khu rừng, che phủ núi Trường Bạch tới độ cao khoảng 2.000 m, là chủng hoẵng Siberia sống ở Bạch Đầu sơn. Nhiều loài chim hoang dã như gà gô lia (Tetrao tetrix), cú và gõ kiến cũng sinh sống trong khu vực. Ngọn núi đã được BirdLife International xác định là Khu vực chim quan trọng (IBA) vì nó hỗ trợ cho một quần thể chim phong phú.

Các khu rừng bên phía Trung Quốc là nguyên sinh và gần như không bị con người biến đổi. Bạch dương là chủ đạo gần đường cây gỗ còn thông thì ở dưới hơn, hỗn tạp với các loài cây khác. Trong vài thập niên gần đây, sự ấm lên đáng kể của khí hậu đã làm thay đổi cấu trúc các cánh rừng nguyên sinh trên các phần phía trên của sườn núi, với sự thay đổi nghiêng về phía các loài thông cũng như làm dày thêm tầng tán của rừng. Hiện tại quá trình tàn phá làm mất rừng ở các phần thấp của sườn núi bên lãnh thổ Triều Tiên vẫn đang diễn ra.