Các hải đảo Nhật Bản trải dài 25 vĩ độ vì thế đất nước này có nhiều loại thực vật và động vật. Tại nhóm hải đảo Ryukyu và Ogasawara ở về phía nam, thời tiết thuộc loại bán nhiệt đới nên động vật và thực vật giống như của bán đảo Mã Lai; trong khi tại phần đất chính của Nhật Bản hay tại các đảo Honshu, Kyushu và Shikoku, thời tiết giống như Trung Hoa và Triều Tiên; còn miền trung và miền bắc của đảo Hokkaido có khí hậu gần cực, rất lạnh nên có nhiều rừng thông loại lá lớn.

Thực vật và động vật tại Nhật Bản qua nhiều thế kỷ đã bị ảnh hưởng do sự du nhập từ các quốc gia khác. Trong thời kỳ Minh Trị (Meiji 明治, 1858-1912), đã có từ 200 tới 500 loại cây được đưa vào Nhật Bản, phần lớn từ châu Âu rồi về sau này từ Hoa Kỳ. Ngày nay do nạn phá rừng và mở mang các thành phố, rừng cây của Nhật Bản đã bị ảnh hưởng xấu, thêm vào là sự ô nhiễm và các trận mưa axít.

Nhật Bản vào thời cổ xưa đã được nối với châu Á nhờ thế đã có các thú vật di cư từ Triều Tiên và Trung Hoa qua. Nhật Bản có các loại thú đặc biệt, chẳng hạn như loài gấu nâu (higuma 羆) của đảo Hokkaido cao tới 2 mét và nặng 400 kilôgam và loài gấu nâu châu Á (tsukinowaguma ツキノワグマ) nhỏ hơn, cao tới 1,4 mét và nặng 200 kilôgam. Một giống thú đặc biệt khác là loài khỉ cỡ trung bình, cao khoảng 60 phân và có đuôi ngắn, thường thấy trên các đảo Honshu, Shikoku và Kyushu.

Nhật Bản là quốc gia có rất ít tài nguyên thiên nhiên. Trên các đảo Hokkaido và Kyushu có các mỏ than và kỹ nghệ khai mỏ lên tới cực điểm vào năm 1941, ngày nay hầu như các hầm mỏ này không hoạt động. Tất cả khoáng sản khác, kể cả dầu thô, đều phải nhập cảng từ nước ngoài.

Tại Nhật Bản, cây rừng cũng là một nguồn tài nguyên. Gỗ được dùng cho kỹ nghệ xây nhà và làm giấy nhưng việc sản xuất nội địa đã giảm hẳn vì Nhật Bản ưa nhập cảng loại gỗ rẻ tiền hơn từ các quốc gia nhiệt đới thuộc vùng Đông Nam Á.

Một tài nguyên khác của Nhật Bản là cá biển. Nhật Bản có các hạm đội tàu đánh cá rất lớn, hoạt động trong các hải phận quốc tế. Nhật Bản cũng khai thác mạnh ngành du lịch với các khách sạn, các sân golf và loại kỹ nghệ này càng bành trướng, lại càng làm ô nhiễm môi trường sống trong khi người dân Nhật vẫn quý trọng thiên nhiên. Do sự phát triển đô thị, do các loại kĩ nghệ và việc bành trướng du lịch, môi trường sống của một số sinh vật đã bị ảnh hưởng xấu. Loại hạc (tancho タンチョウ) rất đẹp của hòn đảo Hokkaido đã từng làm đề tài cho các bức danh họa nhiều thế kỷ trước, nay đã bị tuyệt chủng. Sự ô nhiễm các dòng sông đã làm chết đi các loại cá chép và cá hồi. Loại gấu màu nâu cũng biến đi dần. Loại khỉ macaca chỉ còn thấy tại khu vực Nagano. Các khu giải trí dưới mặt nước cũng làm hư hỏng các vùng biển san hô thiên nhiên.

Để bảo vệ môi trường thiên nhiên, Nhật Bản có 28 công viên quốc gia (kokuritsu koen 国立公園) và 55 công viên bán công (kokutei koen 国定公園) với công viên Iriomote tại phía cực nam và công viên Sarobetsu ở mỏm cực bắc của hòn đảo Hokkaido. Các công viên quốc gia được quản trị trực tiếp và các công viên bán công được cai quản gián tiếp bởi Cơ quan Môi trường thuộc Văn phòng Thủ tướng.

Miền phía bắc đảo Honshu và đảo Hokkaido là hai nơi thưa dân, nên có nhiều công viên quốc gia lớn trong khi công viên lớn nhất là Công viên Quốc gia Nội Hải (Seto Naikai Kokuritsu Koen 瀬戸内海国立公園) trải dài 400 kilômét từ đông sang tây, nơi rộng nhất 70 kilômét và bao gồm hơn 1000 đảo nhỏ.