Diện tích, khí hậu nhiệt đới cùng với hình thế địa lý quần đảo của Indonesia khiến nước này có mức độ đa dạng sinh học đứng thứ hai thế giới chỉ sau Brazi và hệ động thực vật của nó là sự pha trộn của các giống loài Châu Á và Australasia. Khi còn kết nối với lục địa Châu Á, đảo thềm Sunda (Sumatra, Java, Borneo, và Bali) có hệ động vật Châu Á rất phong phú. Các loài thú lớn như hổ, tê giác, đười ươi, voi, và báo, từng hiện diện với số lượng lớn tới tận phía đông Bali, nhưng số lượng và diện tích phân bố của chúng đã giảm mạnh, đặc biệt ở Indonesia có loài Rồng komodo (Varanus komodoensis) là loài thằn lằn lớn nhất thế giới, chiều dài con lớn trung bình 2-3 m. Đây là một loại thuộc họ kỳ đà, (Varanidae), và sống trên nhiều đảo của Indonesia, năm 2011 con vật này đã được chọn làm biểu tượng linh vật của SEA Games 26 . Rừng bao phủ  khoảng 60% đất nước. Tại Sumatra và Kalimantan, có rất nhiều loài động vật Châu Á. Tuy nhiên, rừng đang suy giảm, và số lượng dân cư đông đảo tại Java càng khiến tình trạng phá rừng tăng cao lấy đất sinh sống và  canh tác. Sulawesi, Nusa Tenggara, và Maluku từng tách rời khỏi lục địa từ lâu đã phát triển hệ động thực vật của riêng mình. Papua từng là một phần của lục địa Úc, và là nơi có hệ động vật duy nhất có liên quan gần gũi với hệ động thực vật Australia, với hơn 600 loài chim.

Indonesia đứng thứ hai chỉ sau Australia về mức độ loài đặc hữu, với 26% trong tổng số 1.531 loài chim và 39% trong tổng số 515 loài có vú là động vật đặc hữu. Bờ biển dài 80.000 kilômét (50.000 dặm) của Indonesia được bao quanh bởi các biển nhiệt đới cũng đóng góp vào mức độ đa dạng sinh thái cao của nước này. Indonesia có nhiều hệ sinh thái biển và bờ biển, gồm các bãi biển, đụn cát, cửa sông, bãi lầy, rặng san hô, bãi cỏ biển, bãi bùn ven biển, bãi thuỷ triều, bãi tảo, và các hệ sinh thái nhỏ trong đất liền. Nhà tự nhiên học người Anh, Alfred Wallace, đã mô tả về một đường ranh giới phần bố giữa các loài châu Á và châu Úc. Được gọi là đường Wallace, chạy gần theo hướng bắc nam dọc theo cạnh Thềm Sunda, giữa Kalimantan và Sulawesi, và dọc theo Eo Lombok sâu, giữa Lombok và Bali. Phía tây đường này hệ động thực vật mang nhiều đặc điểm Châu Á; về phía đông Lombok, hệ động thực vật dần mang đặc điểm Australia. Trong cuốn sách The Malay Archipelago năm 1869, Wallace đã miêu tả nhiều loài động vật duy chỉ có ở vùng này.Vùng đảo giữa đường Wallace và New Guinea hiện được gọi là Wallacea.

Dân số cao và cuộc công nghiệp hóa nhanh chóng của Indonesia đặt ra nhiều vấn đề môi trường nghiêm trọng và thường không được chú trọng nhiều vì mức độ nghèo đói cao cũng như sự quản lý yếu kém với các nguồn tài nguyên.Các vấn đề này gồm phá rừng trên quy mô lớn (đa số là trái phép) và những trận cháy rừng gây ra những đám khói dày che phủ nhiều vùng phía tây Indonesia, Malaysia và Singapore; khai thác quá mức các nguồn tài nguyên biển; và các vấn đề môi trường đi liền với sự đô thị hóa và phát triển kinh tế quá nhanh, gồm ô nhiễm không khí, tắc đường, quản lý rác, và xử lý nước thải. Phá hủy môi trường sống đe doạ sự tồn tại của các loài bản địa và đặc hữu, gồm 140 loài thú có vú được Liên minh Bảo tồn Thiên nhiên Quốc tế (IUCN) xác định là đang bị đe dọa, và 15 loài được coi là bị đe dọa tuyệt chủng, gồm cả khỉ Sumatran Orangutan.