A szikes puszták, mocsarak vadon élő állat- és növényvilága minden képzeletet felülmúló változatossággal lepi meg azokat, akik meg akarják ismerni ezt a csak látszólag monoton tájat. A talajadottságokat követve a növényzet is mozaikos. A magasabb szárazabb padkatetőkön jelenik meg a cickafark füves puszta. A gyepszint meghatározó fűfaja a vörösnadrág csenkesz, amelynek jellegzetes színváltozásai öltöztetik a pusztát. Tavasszal kékeszöld, nyáron vörös, végül aranysárgára szívja a nap. Értékes gyógynövény a sziki kamilla, mely tavaszonként beborítja a legelőket. Védett növényünk az erdei útifű. Legismertebb és a kirándulók által legkedveltebb a sóvirág.

Változatos a mocsárrétek növényvilága, ahol a tarackos tippan zsombékjai között magunk körül különböző sárgálló boglárkákat, illatos mentaféléket és lósóskát látunk. Színes virágaival akár egy-egy évszak képét is meghatározza a lila virágú vesszős füzény, a sárga lizinka, a bordós virágú orvosi nadálytő vagy ősszel a kékeslila sziki őszirózsa. A mocsarakban tündérfátyol, tündérrózsa, rucaöröm, kolokán virít. A tavakat nád, sás, gyékény, tavi káka szegélyezi, de megtalálható Hortobágyon a tatárjuharos sziki erdő, és a sztyepptölgyes. A hézagos lombkorona alatt megjelenik a magyar zergevirág, a méreggyilok, a fátyolos nőszirom, a tisztásokon pedig a sziki kocsord és réti őszirózsa.

Amikor valaki Hortobágyról hall, első gondolata, hogy itt csikósok élnek, akik lovon járnak. Igaz büszkeségünk a pusztán nyargaló ménes, a régi pásztorkodó életformát megőrző szürke marha gulya, a rackanyáj, vannak azonban olyan állatfajok amiről keveset, vagy igazából semmit sem tudunk mi magyarok.

A nádasok világa szinte életre kel lakói, az apró énekesmadarak dalától. Ők: barkós cinege, nádi sármány, tücsökmadarak, nádiposzáták. Itt fészkel az egyetlen hazai fészkelő vadlúdfajunk a nyári lúd, de otthona szárcsának, vízityúknak, több vadrécefajtának. A mélyebb vízfelületeken úszó és bukómadarak, vöcskök, kárókatonák élnek. A Hortobágyon fészkelő vízimadarak állománya a teljes világállomány 1-10% között van (bölömbika, kanalasgém, fattyúszerkő).

A puszta peremén, a löszhátakon él legféltettebb madarunk a túzok; a kopár szikesen fészkel madárritkaságunk a sziki pacsirta. Május elején a tocsogókkal borított nedves szikfoltok fogyatkozó madara a szikicsér. A nádsűrűk gémtelepein él a nagykócsag, kanalas gém és az igen ritka batla. Tavasszal és ősszel a Hortobágy a vonuló madarak egyik legfontosabb pihenőhelye. Darvak tízezrei krúgatnak a puszta felett.

Kiemelkedő a pusztán élő rágcsáló populáció, melyek kiváló táplálékforrást biztosítanak az itt előforduló 29 ragadozó madár fajnak, melyek közül 14 rendszeresen vagy időnként itt fészkel (pl: pusztai sas, barna kánya). A pusztai ölyv fő előfordulási területétől mintegy 2000 km-re izolátumként itt fészkel. A Hortobágy ad otthont Európa legnagyobb, mintegy 600 párt számláló kékvércse populációjának is.