Noch vor Kolumbien, Mexiko und Indonesien ist Brasilien das artenreichste Land der Erde. Entdeckt wurden bislang rund 3.000 Wirbeltier-, 3.000 Süßwasserfisch-, 55.000 Blütenpflanzen-, 517 Amphibien- und 51 Primaten-Arten. Allein 207 dieser Tierarten sind vom Aussterben bedroht. Auch der Wald verkleinert sich stetig. Zu frühen Kolonialzeiten war noch etwa 60 % der Landesfläche mit Wald bedeckt, heute ist es nur noch 1/3.
Der immergrüne tropische Regenwald im Amazonasbecken ist das größte zusammenhängende Waldgebiet. Bislang wurden mehr als 2.500 Baumarten entdeckt. Fast alle dieser bis zu 60 m hohen Bäume finden sich im von Überschwemmungen verschonten Eté-Wald der Terra firme, die wiederum 98 % des Amazonasgebiets umfasst. Außerdem wachsen in diesem Gebiet u.a. der Gummibaum (caucho), verschiedene Farb- und Edelhölzer (z. B. Palisander), Fruchtbäume (z. B. Paranussbaum) und Heilpflanzen. Auffällig sind die ca. 1.000 verschiedenen Farn- und Orchideenarten. Neben der terra firme gibt es die Várzea, die bei Hochwasser überschwemmt ist. Dort wachsen Jupati- und Miriti-Palmen. Das Igapó-Gebiet ist dagegen ständig überschwemmt. Als typische Pflanze in diesem Gebiet gilt die Açaí-Palme. Auf dem Amazonas, aber vor allem auf seinen Nebenflüssen, wachsen Seerosen, dessen Blüten 30 bis 40 cm groß werden können. Entlang der Küste Amazoniens (mit Ausnahme der eigentlichen Amazonasmündung) finden sich ausgedehnte Mangrovenwälder, die allerdings mit 6 Mangrovenbaum-Arten verhältnismäßig artenarm sind.
Besonders bekannt sind im gesamten Amazonasgebiet vor allem Papageien, Tukane und Kolibris. Es sind etwa 1.500 Insekten- und Schmetterlingarten bekannt. Größere Waldtiere sind der Tapir, das Wildschwein, der Jaguar und der Puma. Daneben bevölkern Wildkatzen, Affen, Faultiere, Gürteltiere und Ameisenbären den Regenwald. Auch zahlreiche Fischarten (ca. 1.500) sind im Amazonas beheimatet. Darunter der größte bekannte Süßwasserfisch der Welt: Der pirarucú ist 2 m lang und wiegt etwa 100 kg. Ein Zitteraal, der 800 Volt-Stromschläge austeilt, und die Piranhas, gut 30 cm lang, sind ebenso spektakulär.
Der äußerste Nordosten Brasiliens, früher ebenso aus Regenwald bestehend, wird mittlerweile fast ausschließlich für Zuckerrohr-Plantagen und den Anbau von Baumwolle genutzt. Vereinzelt lassen sich noch Mangroven und Palmenhaine finden.
Das halbwüstenähnliche Bergland im Zentrum und Süden des Landes (Sertão) ist mit Baumsavanne bewachsen, der Nordosten dieser Region ist mit Laubbäumen durchsetzte Strauchsavanne. Ferner sind die Tiervorkommen in dieser Region klein. Nur wenigen Tieren wie dem Ameisenbär oder dem Gürteltier genügen die Bedingungen.
Das Pantanal weist dagegen eine große Tier- und Pflanzenvielfalt auf. Die Sumpfregion im Mittelwesten Brasiliens steht sieben Monate im Jahr unter Wasser. Höher gelegene Gebiete der Region sind überwiegend Savanne.
Im Südosten dominieren Kaffeeplantagen und Weiden für Rinder, daneben die besiedelten Gebiete. Die ursprüngliche Vegetation ist nur noch in einigen Nationalparks zu finden.
Der Süden zeigt eine subtropische Vegetation, die ursprünglichen Araukarienwälder wurden für den Export zerstört. Diese Bäume erreichen eine Höhe von bis zu 40 m und sind Lebensraum für Affen und Eichhörnchen. Heute sind Niedergrassteppen in dieser Region häufiger.