L’Isola del Giglio è prevalentemente granitica e mostra una diversificazione dovuta all’azione antropica passata. Si osservano numerosi terrazzamenti. La vegetazione ha subito degrado a causa di incendi, con una predominanza delle garighe. La flora è principalmente di tipo silicicolo, abbastanza ricca e comprende specie rare ed endemiche del Mar Tirreno. Le associazioni di macchia e gariga sono ben rappresentate. È importante segnalare la presenza del raro chirottero Tadarida teniotis. L’isola è un habitat di nidificazione per rare specie ornitiche marine e per quelle legate a habitat rocciosi e garighe mediterranee. Inoltre, rappresenta un’importante area di sosta per uccelli migratori. Tra i Rettili, è presente il Phyllodactylus europaeus, una specie endemica dell’area mediterranea occidentale, mentre tra gli Anfibi si trova il Discoglossus sardus, specie endemica dell’area tirrenica. È significativa anche la presenza di numerose specie di invertebrati endemici.