西安的自然植被未遭受第四纪大陆冰川直接侵袭,尚保留若干第三纪古老的孑遗植物,如银杏、水青树、连香、马甲子等。秦岭山地从高海拔向低海拔垂直分布有高山灌丛草甸、针叶林、针阔叶混交林和落叶阔叶林等自然植被类型。自然植被中野生植物资源丰富,有野生植物138 科681 属2224 种,其中经济价值较高的有1200 余种,是中国种子植物的重要基因库之一。农作物主要有小麦、玉米、水稻、豆类和薯类,经济作物以棉花、油菜、蔬菜、瓜果为主,花生、甘薯、甜菜、麻类等均有种植。有林地面积509980.154 公顷,占全市总土地面积的50.45%,森林覆盖率48.03%。果类主要有苹果、桃、梨、石榴、葡萄、沙果、李子、山楂、枣和柿子等。山货特产主要有猕猴桃、板栗、核桃、花椒、山杏、漆树、杜仲、黑木耳、桂皮、松香等。有药用植物1000 余种,已被利用的有500—800 种。
野生动物资源主要分布在秦岭山地,有兽类55 种、鸟类177 种,包括有大熊猫、金丝猴、扭角羚秦岭亚种、鬣羚、大鲵、黑鹳、白冠长尾雉、血雉、金鸡等珍稀动物。家养动物有牛、马、驴、骡、猪、羊、鸡、鸭、鹅、兔等,其中秦川牛、关中驴享有盛誉。鱼类主要有鲢鱼、鲤鱼、鲂鱼等。
2021 年10 月,秦岭国家公园获国家正式批复。