Sardinien befindet sich in der immergrünen mediterranen Vegetationszone. Im Winter bleibt es meist mild und frostfrei, die Sommer sind heiß und trocken.

Uralte Pflanzenarten wie der Johannesbrotbaum, der Weinstock und der Oleander findet man in vielen Tälern und Schluchten. Mastix, aus dem Harz gewonnen wird und Ölbäume gedeihen ebenfalls auf Sardinien.  In den Lagen der Mittelgebirge Barbagia und Gennargentu bringen Mandel- und Nussbäume sowie Kastanien Früchte hervor. Tiefer in den Mündungstälern wird Getreide-, Obst- und Gemüseanbau betrieben. Zu den eingeführten Pflanzen zählen unter anderem Palmen, Agaven, Feigenkakteen, Akazien und Bougainvillea.

Sardinien wartet auch mit immergrünen, wenn auch heute lichten Wäldern auf, dessen Hauptvertreter Sterneichen, Korkeichen und Aleppo-Kiefern sind.

Die Macchia, ein niederer Buschwald, durchwachsen mit duftenden Kräutern, Büschen und Zwergsträuchern, bedeckt heute weite Teile von Sardinien und bietet dem Besucher im Frühling ein Blütenmeer, welches sich zum Sommer hin einen graugrünen Teppich verwandelt.

Auf Sardinien kann man aufgrund der Insellage und des Jagdbetriebes heutzutage nicht mehr von Artenvielfalt bei den Tieren sprechen. Singvögel, Fasane, Rebhühner, Hasen, Wildschweine und sogar das unter Naturschutz stehende Mufflon, welches als Symbol der sardischen Tierwelt gilt, werden beschossen.

Falken und Bussarde können jedoch im Gennargentu-Gebirge gesichtet werden und an der Nordwestküste Sardiniens ist Italiens letzte Kolonie von Gänsegeiern heimisch. Die vom Aussterben bedrohte Mönchsrobbe ist seit Jahren von Sardinien verschwunden – einerseits durch die Fischer, andererseits durch eine immer stärker werdende Anzahl von Ausflugsbooten – so die Vermutung.

Immerhin kommen noch Meeresschildkröten zur Eiablage nach Sardinien an die Costa Verde. Im Nordwesten liegt die Nationalpark-Halbinsel Asinara. Hier können die endemischen kleinen weißen Esel beobachtet werden. Zierliche Wildpferde leben im südlichen Zentrum Sardiniens auf der Giara di Gesturi.

Im WWF-Naturreservat Monte Arcosu im Sulcis-Gebirge und in den Bergen des Sarrabus haben die vom Aussterben bedrohten Sardischen Hirsche letzte Rückzugspunkte gefunden.