En el Parque se distinguen 3 ecosistemas:


La Raña.- Es una extensa llanura de plantas herbáceas donde aparecen de forma aislada árboles de gran tamaño, como la encina o carrasca.


El Monte.- Está cubierto por gran cantidad de árboles y arbustos, siendo las más características: el alcornoque, quejigo, madroño y jara.


Las Zona Húmedas.- En ellas la variedad de fauna y flora es muy grande.


En el Parque Nacional de Cabañeros podemos encontrar: venados, jabalís, corzos, linces, nutrias y pequeños meloncillos. La segunda colonia europea debuitre negro, con el 20% de la población continental. Cigüeña negra, búho real, cigüeña blanca, avutardas y aves esteparias, grullas invernantes, todas las águilas españolas, menos la perdicera; especies piscícolas relícticas, en el río Estena. Cuenta con más de 800 especies botánicas inventariadas, con enclaves de vegetación atlántica relíctica de gran interés científico, como abedules, endemismos botánicos, etc.