A vegetação predominante da Chapada é conhecida como campo rupestre, que em geral é mais rasteira, porém é considerada um dos ecossistemas mais ricos do mundo, comparável à Mata Atlântica e à região do Cabo na África do Sul. Nele é possível encontrar mais de 100 tipos de orquídeas, inúmeras bromélias, cactos, begônias, trepadeiras e sempre-vivas, que podem ser apreciadas de abril a agosto. A variedade de animais também é imensa, principalmente as aves, que são mais de 250 espécies.
O beija-flor-gravatinha-vermelha é endêmico na Chapada Diamantina e habita áreas superiores a mil metros de altitude. Nas matas chapadenses também vivem o tamanduá bandeira, o macaco prego, a jaguatirica e muitos outros animais.
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