Südafrika beheimatet mehr als 20.000 verschiedene Pflanzen, etwa 10 Prozent aller bekannten Pflanzenarten der Welt. In der Fynbos-Region, einem Landstrich in der Provinz Westkap, findet man mehr als 9.000 dieser Arten, die das Gebiet zu einem der ökologisch vielfältigsten Flecken der Erde machen. Viele dieser Arten sind endemisch, also nur in der Kapregion beheimatet. Aus diesem Grund wird diese Region von Botanikern unter dem Namen Capensis als das mit Abstand kleinste der sechs Pflanzenreiche der Erde angesehen.
Die Mehrzahl der Pflanzen in Südafrika sind immergrüne Hartlaubgewächse mit feinen, nadelförmigen Blättern. Eine weitere typische Pflanze ist die Protea, die zu den Blütenpflanzen gehört und von denen es etwa 130 verschiedene Arten im Land gibt.
Während es in Südafrika eine große Vielzahl an Blütenpflanzen gibt, sind Wälder sehr selten zu finden. Nur etwa ein Prozent der Gesamtfläche ist Waldgebiet, welches sich fast ausschließlich in der humiden Küstenebene entlang der Indischen Ozeans in KwaZulu-Natal befindet. Heute bestehen die Wälder aus überwiegend importierten Baumarten, wie zum Beispiel Eukalyptus und Kiefer. Der ursprünglich vorhandene Wald, der von den europäischen Siedlern bei ihrer Ankunft vorgefunden wurde, wurde weitgehend abgeholzt und nur noch wenige Flecken davon sind heute übrig. Zu Beginn des 21. Jahrhunderts wurden südafrikanische Hartholzbäume wie der Real Yellowwood (Podocarpus latifolius), der Stinkwood (Ocotea bullata) oder der Black Ironwood (Olea laurifolia) von der Regierung unter Naturschutz gestellt.
Im sehr heißen und trockenen Namaqualand nahe der Westküste gibt es verschiedene Arten von wasserspeichernden Sukkulenten wie Aloe und Euphorbia. Die vorherrschende Vegetation im Landesinneren ist das Grasland, welches besonders auf dem Highveld zu finden ist. Hier dominieren verschiedene Gräser, niedrige Sträucher und Akazien. Die Vegetation wird in Richtung Nordwesten spärlicher, was an den geringen Niederschlagsmengen liegt. Die Gras- und Dornsavanne östlich der Kalahari-Wüste wandelt sich im Verlauf nach Nordosten hin zu einer Feuchtsavanne mit dichterem Bewuchs. In der Gegend nahe des nördlichen Endes des Kruger-Nationalparks gibt besonders viele Affenbrotbäume.
Die artenreiche Tierwelt kann in Hunderten kleiner Wildschutzgebieten und den großen Nationalparks (z.B. dem Krüger-Nationalpark) beobachtet werden. In Südafrika sind mehr als 300 Säugetierarten, mehr als 500 Vogelarten, mehr als 100 Reptilienarten sowie zahlreiche Insektenspezies zu Hause. Es gibt sehr viele Antilopenarten wie Impala, Kudu oder Springbock, aber auch Strauße, Flamingos und Zebras. Viele Nationalparks sind Heimat der afrikanischen „Big Five“, der fünf großen Säugetierarten: Löwe, Leopard, Büffel, Elefant und Nashorn. Des Weiteren leben etwa 170.000 wilde Brillenpinguine an den Küsten sowie auf den Inseln und stehen unter strengem Naturschutz.