Les Hautes-Vosges font obstacles aux perturbations océaniques venant de l’ouest. Les hivers sont froids et les étés frais (11°C en moyenne contre 20°C en plaine d’alsace). Les pluies sont importantes sur les crêtes avec parfois plus de 2 mètres d’eau par an. Ces conditions favorisent le développement des arbres. Le massif forestier, qui concerne les deux tiers du territoire du Parc, abrite les hautes chaumes, les tourbières, les cirques glaciaires, les falaises rocheuses, les éboulis, les lacs et rivières. Plus bas, les prairies de fauche, les pâturages, les vergers, le vignoble et les pelouses calcaires ceinturent ou sillonnent le manteau forestier.

Ces entités naturelles, d’un intérêt biologique et écologique exceptionnel, ont été reconnues d’intérêt européen dans le cadre du programme Natura 2000 en faveur de la biodiversité (qui concerne près de 25% du Parc).

Cinq Réserves Naturelles Nationales mais également trois réserves régionales et quinze réserves biologiques en milieu forestier participent également à la protection des milieux et des espèces les plus prestigieux (sur près de 3,5 % du territoire).

La nature « ordinaire » est prise en compte dans les documents d’urbanisme ainsi que les corridors écologiques pour faire vivre la biodiversité à l’échelle du territoire en garantissant la mobilité des espèces : sur les crêtes, entre versants mais également le long des rivières.