Teren Gminy Dukla charakteryzuje się bogactwem gatunków flory (około 900 gatunków flory naczyniowej, w tym około 600 gatunków leśnych).

Pod względem florystycznym obszar gminy jest obszarem przejściowym między Karpatami Wschodnimi a Zachodnimi. Charakterystyczne dla tego obszaru jest zanikanie gatunków wschodniokarpackich (6 gatunków) i wzrost liczby gatunków zachodniokarpackich np. tojad dzióbaty (Aconitum variegatum), żarnowiec miotlasty (Sarothamnus scoparius), krzyżownica (Polygala), przytulia okrągłolistna (Galium rotundifolium) i starzec kędzierzawy (Senecio rivularis). Wiele roślin na obszarze Beskidu Niskiego ma zachodnią granicę zasięgu występowania np. tojad wiechowaty (Aconitum paniculatum). Występują na analizowanym obszarze również gatunki kserotermiczne (pontyjskie) takie jak: róża francuska (Rosa gallica), nawrot lekarski (Lithospermum officinale), kocimiętka naga (Nepeta nuda), kłokoczka południowa (Staphylea pinnata), cebulica dwulistna (Scilla bifolia).

Rośliny górskie reprezentowane są tu przez 82 gatunki reglowe i 7 gatunków subalpejskich np. omieg górski (Doronicum austriacum), ciemiężyca zielona (Veratum lobelianum), i modrzyk górski (Cicerbita alpina). Osobliwością dendrologiczną są krzewiaste formy cisa występujące w rezerwacie „Wadernik” oraz jedyne rodzime stanowisko modrzewia polskiego w Beskidzie Niskim w okolicach Barwinka. Wymienić także trzeba występujące tu storczyki: storczyk kukawka (Orchis militaris), storczyk blady (Orchis pallens) i kruszczyk błotny (Epipactis palustris), rośliny wpisane do Polskiej Czerwonej Księgi Roślin. Około 47 gatunków roślin objęto ochroną prawną ścisłą a 11 gatunków ochroną prawną częściową. W lasach w wysokim stopniu naturalnych przeważa zróżnicowane zbiorowisko buczyny karpackiej z całym bogactwem licznych gatunków domieszkowych.

W niżej położonych grądach zwraca uwagę obecność lipy szerokolistnej (Tilia platyphyllos), a zawilgocenie terenu zaznacza występujący czosnek niedźwiedzi (Allium ursinum )i parzydło leśne (Aruncus dioicus) oraz suche podzespoły z kosmatką (Luzula) i turzycą (Carex). Nad rzekami i potokami często rośnie łęgowa olszynka karpacka z rzadką paprocią, pióropusznikiem strusim (Matteucia stuthiopteris). W okolicy góry Piotruś i w rezerwacie „Przełom Jasiołki” występuje unikalne w skali Karpat zbiorowisko jaworzyny górskiej z języcznikiem zwyczajnym (Phyllitis scolopendrium)

Typowo górska fauna charakteryzuje się dużą liczbą gatunków puszczańskich. Żyje tu 276 gatunków kręgowców (ssaków – 64 gat., ptaków – 152 gat., ryb – 41 gatunków i gadów – 7 gat.), z czego 191 gatunków podlega ochronie ścisłej, a 7 ochronie częściowej.

Również w świecie fauny widoczne są znamiona pogranicza; obok typowo górskich, jak np. ryjówka górska (Sorex alpinus), pliszka górska (Motacilla cinerea), traszki – górska (Triturus alpestris) i karpacka (Triturus montadoni), orzechówka (Nucifraga caryocatactes), żyją zwierzęta nizinne, np. remiz (Remiz pendulinus), kumak nizinny (Bombina bombina) i traszka grzebieniasta (Triturus cristatus).

W lasach występują wilki (Canis lupus), lisy (Vulpes vulpes), rysie (Lynx lynx) i prawdopodobnie żbiki (Felis silvestris) oraz borsuki (Meles meles). Pojawiają się również niedźwiedź (Ursus arctos) i łoś (Alces alces).

Na terenie gminy bytuje 120 gatunków ptaków (lęgowych). Z drapieżnych (rzadkich) ptaków występują: orły przednie (Aquila chrysaetos), orliki krzykliwe (Aquila pomarina), krogulce (Accipiter nisus), jastrzębie (Accipiter gentilis), myszołowy włochate (Buteo lagopus), kobuzy (Falco subbuteo), pustułki (Falco tinnunculus) kobczyki (Falco vespertinus). Żyje tu 7 gat. sów, 10 gat. dzięciołów – z białogrzbietym (Dendrocopos leucotos) i trójpalczastym (Picoides triadactylus) -zanotowanym w Polskiej Czerwonej Księdze Zwierząt, 11 gat. drozdów (Turdus), nieliczne bociany czarne (Ciconia nigra) i jarząbki (Bonasa bonafi) – jedyny gatunek kuraków oraz drobne ptaki śpiewające w licznych populacjach (wszystkie gatunki są powszechne w Karpatach).

Równie bogato reprezentowane są tu owady. Wyjątkowa różnorodność zbiorowisk roślinnych idzie w parze z bogactwem występujących tu gatunków zapylających, głównie błonkówek i motyli. Najciekawsze z nich to mieniak tęczowiec (Apatura iris), niepylak mnemozyna (Parnassius mnemosyne), rusałki – żałobnik (Nymphalis antiopa) i wierzbowiec (Nymphalis polychloros), paź królowej (Papilion machon), i paź żeglarz (Papilio podalirius) oraz zalatująca z południa zmierzchnica trupia główka (Acherontia atropos). Wśród biegaczowatych rozpoznano 100 gatunków ryjkowców, w tym wiele rzadkich wschodniokarpackich.