Le degré de pluviosité détermine la flore de chaque région. Bien arrosées, les montagnes de Kroumirie, au Nord-Ouest, arborent des forêts denses constituées de chênes verts et de chênes-lièges à feuilles persistantes. L'arbousier ou arbre aux fraises, appelé ainsi à cause de ses fruits rouges que les enfants vendent en décembre au bord des routes, constitue un élément récurrent du paysage. Dans les petites plaines du Tell, on trouve des bosquets de pins d'Alep tandis que la forêt d'acacias du parc national d'Abou Hedma représente le dernier vestige de la savane pré-saharienne. Les plaines sans arbres du Sud, tapissées d'alfa, une herbe africaine de l'espèce des graminées, cède la place plus bas à un désert ponctué de rares oasis.

La faune tunisienne a beaucoup souffert au cours des siècles écoulés. Dans l'Antiquité, l'utilisation d'éléphants de guerre par les Carthaginois et de lions pour les jeux du cirque romains a contribué à la disparition de ces animaux. Pendant la période coloniale, les chasseurs de trophées français ont également décimé certaines espèces comme la gazelle. Proche de l'extinction, cette dernière reprend cependant du poil de la bête grâce aux mesures gouvernementales de protection. Deux variétés d'antilopes, l'addax et l'oryx, ont été réintroduites dans le parc national de Bou Hedma, ainsi que l'autruche et le mouflon. Dans les forêts septentrionales vivent des sangliers, des mangoustes, des porcs-épics et des genettes. Parmi les mammifères des régions méridionales, citons la gerboise, le renard et le lièvre. Le fennec (un renard des sables nocturne à grandes oreilles), autrefois courant dans le désert, est devenu extrêmement rare. Cousins du dragon de Komodo, les varans se rencontrent fréquemment, de même que les vipères à cornes et les scorpions.

Le pays possède une abondante population ornithologique, avec plus de 200 espèces répertoriées. Au printemps et à l'automne, on peut observer des grues migratrices, des faucons et des aigles. A noter aussi la présence de guêpiers colorés, de rolliers et d'une armée d'échassiers et d'oiseaux d'eau. Le parc national d'Ichkeul, facilement accessible depuis Tunis et les villes balnéaires du nord, est un repaire paradisiaque pour les volatiles de toutes sortes.