Los diversos climas de Perú y sus características de superficie contrastantes han producido una rica diversidad de flora y fauna. El desierto costero no es estéril en vida, hay escasos arbustos, cactus y xerófilos, y algunos oasis de palmeras a lo largo de los ríos que siempre fluyen desde los Andes. Donde la niebla marina (garúa) golpea contra las pendientes crecientes entre 800 y 1400 metros, crece un denso cinturón de lomas, plantas con flores y pastos (importantes para el pastoreo). Los arbustos perennes y los cactus candelabro representan gran parte de la vegetación de la ladera occidental en las alturas más altas donde se han plantado bosques de eucaliptos.

La vegetación a gran altitud varía de región a región, dependiendo de la dirección y la intensidad de la luz solar.

Los 600.000 kilómetros cuadrados de la selva oriental, con 18 ríos, contienen la densa flora de la cuenca del Amazonas. Las plantas nativas como la zarzaparrilla, el barbasco, la cinchona, la coca, el ipecac, la vainilla, la leche caspi y el curare han adquirido importancia comercial, así como el árbol de caucho silvestre, la caoba y otras maderas tropicales.

Durante siglos, vastas colonias de pelícanos y cormoranes se han alimentado de las anchoas que pastan en los ricos pastos marinos de la Corriente de Humboldt y han depositado sus excrementos en las islas para acumular, sin ser molestadas por el clima, grandes cantidades de guano. Este fertilizante natural fue utilizado por los pueblos preincaicos, quienes lo llevaron en sus espaldas a la sierra. Olvidado durante los días de la codicia del oro colonial, el guano atrajo la atención de los científicos en 1849, cuando se analizó su rico contenido de nitrógeno. Después de 40 años, Perú pagó muchas de sus facturas mediante la exportación de guano a las tierras agrícolas agotadas de Europa. Desde entonces, el guano ha sido ampliamente reemplazado en el mercado internacional por fertilizantes sintéticos.

La rica vida vegetal marina de la costa peruana atrae a una gran cantidad de fauna marina, entre las que destacan la anchoveta, el atún, la ballena, el pez espada y el marlín. Los animales característicos de los Andes son el gran cóndor, los patos y otras aves salvajes. La vizcacha, un roedor de montaña, y la chinchilla son bien conocidas, al igual que el puma. Perú es famoso por la llama, la alpaca, el huarizo y el guanaco, todos animales de pastoreo típicos de las tierras altas. Los bosques húmedos y las sabanas del este del Perú contienen casi la mitad de las especies de fauna del país, incluidos loros, monos, perezosos, caimanes, peces paiche, pirañas y boa constrictores, todos comunes en la cuenca del Amazonas.

A principios del siglo XXI había al menos 460 especies de mamíferos, 695 especies de aves y más de 17.000 especies de plantas en todo el país.