Vďaka rôznym klimatickým podmienkam sa na ostrovoch vytvorila veľká biodiverzita rastlinných aj živočíšnych druhov. Vyskytuje sa tu relatívne vysoký počet endemitov, čo je spôsobené hlavne izoláciou od pevniny.

Japonsko je jednou z najzalesnenejších krajín sveta – 69% celkovej rozlohy krajiny (vyše 25 miliónov hektárov) tvoria lesy. Najznámejšou miestnou rastlinou je nepochybne čerešňa pílkatá (Prunus serrulata), nazývaná sakura, ktorej rozkvitnuté ružové kvety sú považované za symbol príchodu jari a k jej kvitnutiu sa viažu veľké oslavy. Kvet sakury je tiež typickým symbolom Japonska ako takého. Ďalším významným stromom je moruša slúžiaca na výrobu hodvábu. Mnoho endemických rastlín z Japonska je populárnych po celom svete ako ozdobné rastliny.

K najznámejším živočíšnym endemitom patria:

• serau (Capricornis crispus) - drobná horská antilopa, národný symbol
• makak červenolíci (Macaca fuscata) - najsevernejšie žijúce opice, v zime sa vyhrievajú v termálnych prameňoch

• veľmlok japonský (Andrias japonicus) - najväčší obojživelník na svete (dĺžka tela cca 1,5m)
• obrie sršne (Vespa mandarinia japonica) - najväčšie na svete a extrémne nebezpečné pre človeka