Det vilde dyreliv og plantelivet i New Mexico er ekstremt mangfoldigt. Størrelsen, terrænet og klimaet gør det til en af de mest biologisk mangfoldige stater i landet. Den er hjemsted for mere end 4.500 forskellige arter af planter og dyr. Flere livszoner mødes i det sydvestlige New Mexico, hvilket gør dette område til et af de mere biologisk mangfoldige af de sydvestlige stater. Livszoner i staten omfatter alpintundra, nåleskove, skovområder, græslandskaber, ørkenbusklandskaber og flodbredder.
Flere planter er bredt anerkendt som værende symbolske for New Mexico, da de er blevet vedtaget af staten for at repræsentere dens forskellige flaura:
-Den statslige græs er den blå gramma og blev vedtaget i 1973
-Den statslige blomst er yucca og blev vedtaget i 1927
-Det statslige træ er pinon og blev vedtaget i 1949
-Den statslige grøntsag er chili og frijole og blev vedtaget i 1965.
New Mexicos plantevildt består hovedsageligt af kraftige, tørkeresistente træer og planter, herunder enebær, bomuldstræ, douglasgran, russisk oliventræ, blågran, ponderosa-pinefyr, samt lavere voksende planter som f.eks. russisk tistel (Tumbleweed), sagebrush og figenkaktus.
Den vilde dyrebestand i New Mexico er lige så forskelligartet som landets land. Ud over elge, hjorte og antiloper findes der også hvidhalede kaniner, grå egern, grå ræve og ulve, prærieulve, bjergløver og bobcats. New Mexicos statsdyr er den sorte bjørn, som blev indført i 1963. Blandt de fugle, der findes i New Mexico, kan nævnes den amerikanske guldfinke og kragefugl, kaktusfrøet, kaktusfrøen, kolibrien, den store blå hejre og den almindelige ravn. Roadrunneren blev vedtaget som statsfugl i 1949. Cutthroat-ørreden blev statsfisk i 1955, men på grund af omledning af floder og tørke har New Mexico mistet nogle af sine fiskearter, bl.a. den store stør og den amerikanske ål. De fleste af de landdyrarter, der i dag lever i Rio Grande-dalen, fandtes der allerede før Coronados ankomst i 1540. I den midterste Rio Grande-dal lever mindst tre skildpaddearter, ni øglearter og 13 slangearter. Der er over 60 arter af pattedyr i bosken, hvoraf de fleste er gnavere. Der er 11 arter af flagermus i dalen og langt over 200 fuglearter, der bruger dalen som deres hjem eller parringssted. I hele staten findes der mere end 1100 arter af padder, krybdyr, pattedyr, fugle, hvirvelløse dyr og fisk.