Układ pięter roślinnych jest następujący: w reglu dolnym (400-1000 m n.p.m.) naturalny las mieszany z bukiem, świerkiem, jodłą, jaworem i sosną zastąpiły monokultury świerkowe. W reglu górnym (do 1250 m n.p.m.) występują zwarte lasy świerkowe z domieszką jaworu i jarzębiny. W ich poszyciu rośnie borówka czarna, wrzos oraz trawo- i ziołorośla. Ponad lasami występuje piętro kosodrzewiny (do 1500 m n.p.m.), w którym domieszki stanowią jarzębina, brzoza karpacka i wierzba śląska. W miejscach wyrównanych powstały torfowiska wysokie. W najwyższym piętrze – alpejskim – dominuje roślinność naskalna: mchy, porosty, trawy. Wśród gatunków rosnących znajdują się endemity i relikty polodowcowe.

Fauna Karkonoszy nie jest bogata. Z największych ssaków występują tu jelenie, sarny i muflony. Z ptaków najliczniejsze są gatunki związane z lasem, wśród nich jarząbki, siewierniaki, drozdy obrożne i czeczotki.

Od wieków średnich Karkonosze były penetrowane przez poszukiwaczy minerałów, drwali, pasterzy i ludowych zielarzy (zwanych laborantami). Środowisko przyrodnicze gór ucierpiało też znacznie w związku z intensywnym ruchem turystycznym. Karkonosze były (i chyba nadal są) najczęściej zwiedzanym pasmem Sudetów, począwszy od XIX w. Rzeszom turystów ustępowały zwierzęta; wytępiono wilki i rysie, żbiki i niedźwiedzie.

Bezmyślność niektórych turystów nie jest domeną współczesności. W XIX w. wielkim zainteresowaniem cieszył się naskalny glon fiołkowy (łac. TrentepholiaJolittus/L/Wallr.), który pod wpływem ciepła wydzielał zapach podobny do woni fiołków. Aby uzyskać ów pożądany zapach, turyści spuszczali lawiny „fiołkowych kamieni” ze stoków Śnieżki, a glony sprzedawano jako suweniry w pudełeczkach z kosodrzewiny.

Utworzone w 1880 r. Towarzystwo Karkonoskie (RGV) rozpoczęło starania o ochronę przyrody. Z czasem powołany został komisarz ochrony przyrody i Straż Górska (Bergwacht), ustanowiono kilka rezerwatów przyrody (jako pierwsze objęto ochroną Śnieżne Kotły).

Po II wojnie światowej polscy naukowcy podjęli starania o kompleksową ochronę wybitnych walorów przyrodniczych, krajobrazowych i kulturowych Karkonoszy. W 1959 r. ustanowiono Karkonoski Park Narodowy, który wraz ze swoim odpowiednikiem po stronie czeskiej, powstałym w 1963 r. (Krkonośsky Narodni Park) został uznany za Transgraniczny Rezerwat Biosfery w programie UNESCO„Man and Biosphere”(M&B). W 2005 r. KPN wszedł w całości w skład obszarów NATURA 2000, a torfowiska karkonoskie włączono do grupy RAMSAR – szczególnie cennych obszarów wodnych i torfowiskowych.

Całe Karkonosze (a szczególnie Główny Grzbiet) oplata sieć szlaków turystycznych, także transeuropejskich. Po wejściu Polski i Czech, członków UE, do grupy Schengen zniknęły problemy z przekraczaniem granicy, ale należy pamiętać, że na obszarach parków narodowych poruszanie się podlega przepisom parkowym, których należy bezwzględnie przestrzegać.

Największymi miejscowościami i dogodnymi punktami wypadowymi w Karkonosze są: Szklarska Poręba i Karpacz po stronie polskiej oraz Harrachov i Spindleruv Mlyn w Czechach.