新疆天山有3000多種野生動植物，近500種珍稀瀕危動植物，包括雪豹、黑腹雪雞、高山禿鷲、小葉白蠟、新疆郁金香等。
西天山國家級自然保護區還擁有豐富的野生動物資源，包括陸棲脊椎動物146種，其中兩棲類3種，爬行類7種，鳥類101種，哺乳類35種。其中，國家壹級保護動物為黑鸛、金雕、白肩鷹、雪豹、北山羊，國家二級保護動物為棕熊、馬鹿、盤羊、高山雪雞等19種。自然保護區共有昆蟲102科，194種。