Zoals gezegd is de verscheidenheid aan plantensoorten enorm. Er komen meer dan tienduizend soorten op Madagaskar voor, waarvan 80% inheems is!
Hoewel door "tavy" (het kappen van bomen en daarna verbranden van de grond) grote delen van Madagaskar boomloos zijn, komen alle soorten bossen nog wel ergens op het eiland voor. Geïmporteerde soorten zoals de eucalyptus vormen een bedreiging voor de inheemse soorten.
De beroemdste boom van Madagaskar is de baobab. Het zijn dikke, ronde bomen met een platte kroon. Ze kunnen dertig meter hoog worden en de stammen kunnen zestigduizend liter water vasthouden. Op Madagaskar komen zeven soorten voor, die wel tweeduizend jaar oud kunnen worden. De boom speelt een rol in talloze Afrikaanse mythen en legenden. De schors, de vruchten, de bladeren, het hout, bijna alles van deze boom wordt door de bevolking gebruikt.
Varens kwamen al 350 miljoen geleden op de aarde voor toen Madagaskar nog aan Afrika vastzat. Met name de grote boomvarens domineerden het landschap toen. Kleinere soorten varens komen nu nog steeds in groten getale voor in de regenwouden aan de oostkust, maar leven nu in de schaduw van grotere bomen. Ongeveer 170 soorten palmbomen komen op Madagaskar voor, waarvan er 165 nergens anders voorkomen. Er zitten enkele zéér bijzondere soorten bij zoals de raffia- palm, de verenpalm en de Ravenea musicalis. Deze palmsoort begint onder water te groeien! Palmen komen over het gehele eiland voor, zelfs in de buurt van woestijngebieden. Alleen al in de laatste tien jaar zijn er vijftig nieuwe soorten ontdekt.
Het tropisch regenwoud wordt gedomineerd door de zogenaamde "evergreen trees", dat zijn bomen die gedurende het hele jaar hun bladeren behouden. Ze kunnen 30 meter hoog worden en op één hectare regenwoud kunnen wel 250 verschillende soorten voorkomen. Andere "evergreen"-soorten zijn de tapiaboom, negen soorten mangrovebomen en cactusbomen.
De rest van het bomenbestand van Madagaskar verliest zijn bladeren in het droge seizoen. Voorbeelden hiervan zijn de banyan-vijgenboom en de gigantische tamarinde. Bijzonder is de "traveller's tree", genoemd naar het water dat in de grote bladeren blijft staan en zo reizigers in vroeger tijden van water voorzag. Deze boom is ook het symbool van de nationale vliegmaatschappij, Air Madagascar. Er komen meer dan 1000 soorten orchideeën voor op het eiland, meer dan in heel Afrika samen. De meeste soorten leven op de bomen van de regenwouden in het oosten en hebben de meest uiteenlopende kleuren, patronen, afmetingen en vormen. Overal waar minder dan 400 mm water per jaar valt, overheersen de vetplanten. Ze slaan water op in hun bladeren, stam of wortels en overleven daardoor het droge klimaat. Aloë's zijn bekende vetplanten waarvan het lijkt of de bladeren rechtstreeks uit de grond komen.
Didieraeceae, voorkomend in het droge zuidwesten, zijn zeer intrigerende planten voor botanici. Het is namelijk een complete familie planten die nergens anders op de wereld voorkomt en opvalt door zijn bizarre vormen.

Er leven ongeveer 150.000 soorten ongewervelde dieren in Madagaskar. Bijzonder is de gouden bolwebspin die met haar web vaak voorkomt op telefoonlijnen! De draden die ze maken zijn zo sterk dat er vroeger textiel van gemaakt werd. Een andere spinnensoort gooit een web op haar prooi.
De 300 vlindersoorten zijn allemaal afkomstig van het vasteland van Afrika. De ongeveer 4000 mottensoorten waren al veel langer op Madagaskar. De meest indrukwekkende is de gele komeetmot die een vleugelwijdte van 25 cm kan bereiken.
Verder vinden we op Madagaskar o.a. bidsprinkhanen, duizendpoten, platwormen, bloedzuigers en grote aantallen torren.

Interessante vissen zijn de cichliden in al hun kleuren en variëteiten. Opmerkelijk is hun gedrag als hun jongen bedreigd worden. De jongen vluchten dan in de mond van de volwassen vis! In de ondergrondse rivieren in West- Madagaskar leven de blinde grotvissen. De oostkust is bekend vanwege de vele haaien die daar leven. De koraalriffen aan de westkust worden bevolkt door talloze vissoorten zoals o.a clownvissen, zeeëngelen, vlindervissen, lipvissen, slijmvissen, grondels, moeralen, stekelvissen en egelvissen. Zoetwatervissen zijn slecht vertegenwoordigd.

Vreemd genoeg zijn kikkers de enige amfibieën op Madagaskar. Watersalamanders, gewone salamanders en padden komen niet voor. Op dit moment zijn er 170 soorten bekend, waarvan er maar twee ergens anders op de wereld voorkomen. Berekend is echter dat er elke twee maanden wel weer een nieuwe soort ontdekt wordt, en men vermoedt dat er uiteindelijk wel meer dan 300 soorten op Madagaskar voorkomen. De unieke historie van Madagaskar is vooral te zien bij de reptielen. Vele Madagassische soorten lijken meer op soorten uit Zuid-Amerika en Azië, dan op soorten uit Afrika.
Ongeveer de helft van alle bekende soorten kameleons komen op Madagaskar voor. Verder komen er 70 soorten gekko's voor. Ongeveer de helft van de soorten hebben perfecte schutkleuren. De andere helft daarentegen is al van een flinke afstand te zien. De iguanodon is een reuzenhagedis die alleen in Noord- en Zuid-Amerika gevonden wordt en op Madagaskar! Hetzelfde verhaal bij de drie soorten boa's. Op het Afrikaanse vasteland worden alleen nog fossielen gevonden terwijl in Zuid-Amerika nog verschillende verwanten leven. De boa's en alle andere slangensoorten zijn ongevaarlijk voor de mens.
De Nijlkrokodil komt, hoewel bedreigd, nog vrij veel voor op Madagaskar. Verschillende soorten schildpadden worden met uitsterven bedreigd. Door middel van fokprogramma's probeert men het aantal weer op een aanvaardbaar peil te brengen.

Het aantal soorten vogels is verassend klein. Er leven ongeveer 270 soorten op het eiland, waarvan er 110 alléén op Madagaskar voorkomen. Drie soorten mesites behoren tot de zeldzaamste vogels ter wereld. De bekendste inheemse vogels zijn de 15 soorten vanga's, allemaal gespecialiseerd in het vangen van insecten. Opmerkelijk zijn de afwijkende snavels tussen de soorten onderling. De meeste vogels komen dus elders op de wereld ook voor o.a. reigers, meerkoeten, futen, eenden, talingen, ibissen, paradijsvliegenvangers, hoppen en lijsters. Roofvogels zijn o.a. Madagassische torenvalk, Madagassische buizerd, Madagassische koekoeksvalk en zes uilensoorten. De Madagassische visarend en Madagassische slangenarend zijn zeer zeldzaam. De uitgestorven olifantsvogels, reusachtige loopvogels, zijn zeker de meest opvallende vogels van het eiland geweest; het uitsterven van deze vogels is nog zo recent dat er nog regelmatig (fragmenten van) eierschalen worden aangetroffen.

Van alle zoogdieren op Madagaskar zijn de lemuren het beroemdst. Van deze aapachtigen zijn ongeveer vijftig soorten bekend. De afgelopen jaren vond men nog vier nieuwe soorten. De "prosimian", de verre voorvader van de lemuren, kwam ooit in alle werelddelen voor. Het zijn ook de verste voorouders van de mens. Om te overleven ontwikkelden de prosimians zich in Afrika van apen tot uiteindelijk mensen. De prosimians die op Madagaskar terecht kwamen, hadden echter geen reden om te evolueren. Ze hadden namelijk geen natuurlijke vijanden meer, die waren op het vasteland van Afrika achtergebleven. Lemuren hebben vosachtige gezichten en handen die lijken op die van de mens. De bekendste lemuren zijn de bruine lemuur, de ringstaartlemuur, de zwarte lemuur en de indri's. De vreemdste lemurensoort is de aye-aye. Deze lemuur heeft een vossenstaart, vleermuisoren en vreemde handen met een skeletachtige middelvinger om insecten uit boombasten te krabben. Uitgestorven vormen waren vermoedelijk even groot als de huidige mensapen. In februari 2001 hebben een Duitse en een Zwitserse wetenschapper een tot dusver onbekende soort ontdekt. De ontdekte soort is een zogenaamde wollemuur die de naam Avahi Unicolor heeft meegekregen.
Bijzonder zijn ook de tenrecs, waarvan de grootste soort tevens de grootste insecteneter ter wereld is. Het aantal jongen dat deze soort werpt kan wel 24 bedragen.
Er leven ongeveer 20 soorten knaagdieren op Madagaskar en het zijn bijna allemaal nachtdieren.
Tot de acht vleesetende soorten op Madagaskar behoren de civetkatten en de mangoesten. De grootste van allemaal is de fosa, een katachtige met een enorm lange staart die hem helpt om lemuren tot in de kruinen van de bomen op te jagen.
De ongeveer 25 soorten vleermuizen leven ook in Afrika of Azië. Drie soorten zijn overdag actief, de rest komt 's nachts te voorschijn.