La zona sahariana de Mali, un área de dunas fijas y falsas estepas, contiene vegetación formada por plantas de hojas gruesas y espinosas. La vegetación de la zona del Sahel se asemeja a la de las estepas, con plantas espinosas y sabanas arbustivas. La zona sudanesa es un área de vegetación herbácea, los árboles son la caoba, kapok, baobab y karité.

En el Sahara la vida animal incluyen las gacelas, guepardos y ovejas. En la región del Sahel se encuentra la gacela, la jirafa, la avestruz, monos rojos y guepardos, así como leones, chacales, zorros y hienas. En la zona sudanesa hay antílopes, búfalos, elefantes, leones y monos, además de animales pequeños como la liebre, la gallina de Guinea, la codorniz, la paloma y aves acuáticas como el pato y el trullo. Otras aves son el pelícano, el marabú, el ibis, la garza, el águila y el buitre.

A principios del siglo XXI se contabilizaron al menos 137 especies de mamíferos, 191 especies de aves y más de 1700 especies de plantas en todo el país.