Богата и разнообразна флора Алтайского края. По горам растут лиственница, сосна, кедр, перемежаясь с лиственничными породами – березой, осиной. В лесах более 20 видов кустарников, много брусники и голубики, малины, смородины, боярки, жимолости, рябины, калины. По долинам рек и южным склонам буйствует богатое разнотравье. По откосам рек растет маральник, в скальных выходах прячутся широкие листья бадана. В Красную книгу России занесены башмачок крупноцветковый и Венерин башмачок.

Почти треть территории Алтайского края покрыта лесом. На склонах гор – леса хвойные: произрастают лиственница, пихта, ель, сосна обыкновенная и сосна кедровая. В степной части, в основном распаханной, сохранились сосновые боры и березовые колки. Растительные ресурсы края включают в себя большую группу лекарственных и употребляемых в пищу растений. Это единственное место на территории России, где встречаются ленточные боры и черневая тайга.

В лесах края встречаются медведь, волк, лиса, соболь, горностай, косуля, лось, марал, заяц, бобер, белка, бурундук, норка, другие лесные звери. Повсеместно гнездятся синицы, дятлы, иволги; водятся серый журавль и лебедь-шипун, куропатка, бекас, чибис, чирок и др. Много промысловых птиц: глухаря, рябчика, тетерева, куропатки, перепела. Из редких и охраняемых – скопа, сапсан и балабан. Здесь обитают 3–4 вида змей, много ящериц. В реках и озерах водится щука, хариус, окунь, налим, золотой и серебряный карась, таймень, плотва, линь.

В равнинной части края климат континентальный, с продолжительной, холодной зимой, жарким и часто засушливым летом. Средняя температура января на равнине и в предгорьях -16-20 °C; июля 16–18 °C, в предгорьях и низкогорьях +20–21 °C. В Кулундинской степи в мае могут быть пыльные бури, а в ноябре, феврале и марте метели. В предгорьях и низкогорьях Алтая зимы заметно мягче, а лето существенно прохладнее.