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Von Maine bis Georgia war das Gebirgssystem der Appalachen einst fast vollständig mit Wald bedeckt. Heute gedeihen in den Appalachen und den angrenzenden Gebieten, vor allem in den südlichen Appalachen, noch immer einige der besten und ausgedehntesten Laubwälder der Welt. Im Norden befinden sich die Nadelbäume (Rotfichte und Balsamtanne, die in den höchsten Lagen wachsen und die Wälder in Kanada und Maine kennzeichnen) und die nördlichen Laubbäume (Zuckerahorn, Buckeye, Buche, Esche, Birke, Rot- und Weißeiche). Weiter südlich wachsen Hickory, Pappel, Walnuss, Bergahorn und die einst wichtigen und – vor ihrer Vernichtung durch die Krautfäule – reichlich vorhandenen Kastanien. All diese und weitere der 140 Baumarten der Appalachen sind in der südlichen Bergregion zu finden. In den hohen Lagen gedeihen Vertreter des kanadischen Waldes, während die Westhänge der Great Smokies mit ihren reichlichen Niederschlägen Bäume hervorbringen, die Rekordhöhen und -durchmesser erreicht haben. Dazu gehören der Tulpenbaum (Gelbpappel), die Buckeye, der östliche (kanadische) Hemlock und die Kastanieneiche.

Das voneinander abhängige System des südlichen Pflanzenwachstums, das als „Appalachenwald“ bekannt ist, ist äußerst komplex. Er bildet eine der großen floralen Provinzen der Erde. Es gibt Bäume, die üppig blühen, wie die Elsbeere, die Rotbuche, der Weißdorn, der Tulpenbaum, der Hartriegel, die Robinie, das Sauerholz und viele andere. Zu den zahlreichen Sträuchern mit besonders auffälligen Blüten gehören Rhododendron, Azalee und Berglorbeer. Bestimmte Gipfel der südlichen Appalachen werden als Heidekahlflächen bezeichnet – offene Wiesen oder Graslandschaften, die von dichten Heidewäldern durchsetzt sind. Der Roan Mountain in den Unakas von North Carolina und Tennessee ist einer der ausgedehntesten dieser Berge mit etwa 1.200 Hektar natürlicher Gärten, die sich mit leuchtenden Rosen und rosafarbenen und violetten Rhododendren über seine hohe Spitze und seine Hänge erstrecken. Man schätzt, dass von den etwa 2.000 Arten der Appalachen-Flora vielleicht 200 nur in den südlichen Appalachen heimisch und auf sie beschränkt sind. Farne, Moose und Pilze vieler Arten sind ebenfalls Teil der komplexen Pflanzenwelt der Appalachen.

Wisente, Elche und Wölfe, die einst in den Appalachen verbreitet waren, sind seit langem verschwunden, obwohl die Elche später in die nördlichen Berge zurückgekehrt sind; Karibus und Elche gibt es noch in den nördlichsten Ecken der Region. In anderen Gebieten leben verstreut Schwarzbären, Weißwedelhirsche, Wildschweine, Füchse, Waschbären, Biber und zahlreiche andere Kleintiere. Alle Gebiete der Appalachen, von der Gaspé-Halbinsel bis Georgia, beherbergen eine reiche Vogelwelt. Allein in den Great Smoky Mountains wurden rund 200 Arten von Wild- und Singvögeln gezählt.