독도는 경사가 급하기 때문에 토양층이 발달하지 못하였고, 비는 내리는 대로 흘러 내려가서 늘 수분이 부족하기 때문에 자생하는 식물의 종류가 적다. 그러나, 울릉도에서 씨앗이 날려 와 살게 된 70-80종의 풀과 나무가 있다.
독도에 사는 식물은 키가 작아서 강한 바닷바람에 잘 적응하며, 잎이 두텁고 잔털이 많아 가뭄과 추위에도 잘 견딘다.
초본류 - 민들레, 괭이밥, 섬장대, 강아지풀, 바랭이, 쇠비름, 명아주, 질경이, 가마중, 억세군, 왕기털이, 우정 등 육지에서 흔히 볼 수 있는 초본류가 살고 있으며, 동도의 분화구 주변 및 동쪽과 남쪽 암벽에는 도깨비쇠고비 등이 자생하고 있다.
목본류 - 해송, 바위수국, 사철나무, 개머루, 곰솔, 붉은가시딸기, 줄사철, 보리장나무, 가새잎, 동백 등이 있으나 조림한 것이 많다.
바다제비, 슴새, 괭이갈매기, 황조롱이, 물수리, 노랑지빠귀 등 22종이 서식하며, 황로, 흑비둘기, 흰갈매기, 까마귀, 노랑발도요, 딱새 등 철새들의 쉼터가 되고 있다. 특히 바다제비, 슴새, 괭이갈매기 등의 번식지로서 독도는 천연 기념물 제336호로 지정되어 있다. 최근 슴새의 수는 감소하고, 바다제비 수는 증가하고 있는 것으로 알려져 있다. 괭이갈매기는 동도의 남서 암벽에 2,000-3,000여 마리가 서식하고 있다.
이들의 번식지를 보호하기 위해 1982년 11월 16일 울릉군 울릉읍 도동리 산42번지 임야 34필지, 독도일원 178,781m²가 문화재보호법에 따라 천연기념물 제336호, 독도 해조류 번식지로 지정되었고, 1999년 12월 10일에는 문화재청 고시 제1999-25호로 독도 천연보호구역으로 지정되었다.
잠자리, 집게벌레, 메뚜기, 매미충, 딱정벌레, 파리, 나비 등 52종이 보고되었다.
독도에 서식하는 자연산 포유류는 없으며, 2003년 현재 육지에서 데려와 독도 경비대다 키우고 있는 삽살개가 독도에 존재하는 유일한 포유류이다.
1973년 경비대에서 토끼를 방목하였으나, 지금은 한 마리도 없다.