Tỉnh Tứ Xuyên rất phong phú về tài nguyên sinh vật, có nhiều loài động thực vật quý hiếm và cổ xưa, là ngân hàng gen sinh học quý giá của Trung Quốc cũng như thế giới.

Tứ Xuyên có nhiều loài thực vật. Toàn tỉnh có gần 10.000 loài thực vật có phôi, chiếm 1/3 tổng số thực vật có phôi của cả nước và chỉ xếp thứ hai sau Vân Nam. Trong đó, có hơn 500 loài rêu, có hơn 230 họ và hơn 1.620 chi thực vật có mạch; có 708 loài dương xỉ; có hơn 100 loài thực vật hạt trần; có hơn 8.500 loài thực vật có hoa; có 87 loài tùng, sam, bách và ở vị trí đứng đầu cả nước. Tứ Xuyên có 84 loài thực vật quý hiếm nguy cấp được bảo hộ cấp quốc gia, chiếm 21,6% của cả nước. Số loài thực vật hoang dã có giá trị kinh tế là hơn 5.500 loài, trong đó số loài thực vật có thể dùng làm thuốc là hơn 4.600 loài, tổng sản lượng dược thảo Trung dược của Tứ Xuyên chiếm 1/3 và đứng đầu tại Trung Quốc. Tứ Xuyên cũng có trên 300 loài thực vật có thể dùng làm hương liệu, là địa phương sản xuất dầu thơm lớn nhất cả nước. Tứ Xuyên có nhiều loài cây có quả hoang dã, phong phú nhất là dương đào. Tứ Xuyên có tài nguyên nấm phong phú, trong hoang dã có 1.291 loài nấm, chiếm 95% của Trung Quốc. Tỷ lệ che phủ rừng của Tứ Xuyên là 31,3%, trữ lượng gỗ đứng thứ hai tại Trung Quốc.[39]

Tứ Xuyên cũng có tài nguyên động vật phong phú, toàn tỉnh có 1.246 loài động vật có xương sống, chiếm hơn 45% số loài này của Trung Quốc, các loài thú và chim chiếm 53% số các loài này của cả nước. Trong đó, có 217 loài thú, 625 loài chim, 84 loài bò sát, 90 loài lưỡng cư, 230 loài cá. Tứ Xuyên có 144 loài động vật hoang dã được bảo hộ trọng điểm cấp quốc gia, chiếm 39,6 toàn quốc, cũng xếp hạng cao nhất Trung Quốc. Năm 2011, Tứ Xuyên có khoảng 1.206 cá thể gấu trúc lớn, chiếm 76% cá thể loài này trên toàn quốc. Có hơn 50% số loài động vật tại Tứ Xuyên có giá trị về kinh tế. Tứ Xuyên có rất phong phú về trĩ, có 20 loài thuộc họ Trĩ, chiếm 40% số loài thuộc họ Trĩ tại Trung Quốc, trong đó các loài trĩ quý hiếm và được bảo hộ cấp một quốc gia như Tetraophasis obscurus, gà so Tứ Xuyên (Arborophila rufipectus), Lophophorus lhuysii.[39]