La vegetación natural consiste principalmente en estepas como praderas en las tierras bajas de Moldavia y Walachian, con pastos altos y de raíces profundas en las secciones más húmedas y pastos cortos de raíces poco profundas en las partes más secas. El sistema de los Cárpatos está cubierto de bosques, con árboles de hoja caduca en las elevaciones más bajas y coníferas en altitudes superiores a mil metros de altura. Los prados alpinos ocupan las partes más altas de las montañas.

Los animales salvajes, incluyendo la gamuza negra, el ciervo de los Cárpatos, los lobos, las liebres, la marta, el oso pardo, el lince, el jabalí y el zorro, han buscado refugio en los Cárpatos escasamente habitados y boscosos. Las aves acuáticas florecen en el delta del Danubio y el esturión abunda en las aguas del bajo Danubio. Carpas, doradas y lucios pueblan los lagos. El dace, el barbo y la trucha se encuentran en ríos y arroyos.

A principios del siglo XXI había al menos 84 especies de mamíferos, 257 especies de aves y más de 3400 especies de plantas en todo el país.