Según información suministrada por la Corporación Autonoma Regional del Tolima, (Cortolima), en Colombia están reportadas 54 mil 871 especies, de las cuales el Tolima tiene el 13.86 por ciento, equivalente a siete mil 605 especies.

En Tolima se encuentran 98 especies de mamíferos, que corresponden a un 20.46 por ciento; en aves se encuentran 523 especies con un 27,48 de representatividad; 104 especies de reptiles, lo que equivale a un 17.86 por ciento; en lo que se refiere a anfibios, tiene 98 especies que equivalen a un 12.84 por ciento; y para finalizar, los peces representan el 7.37 por ciento con un total de 113 especies.

Ecosistemas estratégicos 

Humedales: Se han identificado 655 (turberas, lagos y lagunas) en zona de páramo, con un área de 4.616,73 hectáreas, principalmente en 11 municipios: Villahermosa, Murillo, Santa Isabel, Anzoátegui, Ibagué, Rovira, Roncesvalles, San Antonio, Chaparral, Rioblanco y Planadas, y en los tres Parques Nacionales Naturales (Los Nevados, Las Hermosas, y Nevado del Huila).

Páramos: El Tolima representa el 27.68 por ciento de los páramos de Colombia, con una extensión de 315 mil 605 hectáreas, superficie que corresponde al 13 por ciento del área del Departamento. Estos se distribuyen en 14 municipios, es decir el 29.78 % del total del Tolima: Herveo, Casablanca, Villahermosa, Murillo, Santa Isabel, Anzoátegui, Ibagué, Cajamarca, Roncesvalles, Rovira, San Antonio, Chaparral, Rioblanco y Planadas.

Bosque seco tropical: El segundo ecosistema en el Tolima en área es el Bosque Seco Tropical con el 20.08 por ciento del área del Departamento (482 mil 219 hectáreas). Es un ecosistema utilizado en el Tolima como suministro de especies arbóreas de uso antrópico, dentro de estas especies encontramos el Matarratón, Carbonero, Guayacanes, Saman, Jobo, Vara Sant, entre muchas otras. 

Bosque muy húmedo Premontano: El primer ecosistema en el Tolima en área es el Bosque muy Húmedo Premontano con el 20.36 por ciento del área del Departamento (488 mil 921 hectáreas). Es un ecosistema rico en especies muy representativas para el equilibrio ecológico. 

Parques naturales 

Tolima cuenta con tres Parques Nacionales Naturales (Los Nevados, Las Hermosas y Nevado del Huila); con los cuales se busca asegurar la preservación y conservación de una parte de la diversidad biológica del Departamento.

Hidrografía

El Departamento del Tolima tiene 18 Cuencas Mayores, y  son las siguientes: de Norte a Sur son Guarinó, Gualí, Sabandija, Lagunilla, Recio, Venadillo, Totare, Opia, Coello, Sumapaz, Luisa, Saldaña, Chenche, Prado, Anchique, Los Ángeles, Cabrera y Patá. 

Áreas protegidas

En cumplimiento al Decreto 2372 de 2010, fueron homologadas 48 de las reservas declaradas en años anteriores, en la categoría de Reservas Forestales Protectoras Regionales, para lo cual fueron nucleadas en 28 áreas que cubren una extensión de ocho mil 765 hectáreas. La importancia de estas reservas radica, en términos generales, en conservar los últimos fragmentos de bosque que existen en los municipios de Alvarado, Anzoátegui, Ibagué, Murillo, Palocabildo, Prado, Roncesvalles, Rovira, Venadillo y Villahermosa. 

Biodiversidad indígena

Los municipios con presencia de comunidades indígenas son: Ataco, San Antonio, Coyaima, Ibagué, Guamo, Chaparral, Planadas, Rioblanco, Rovira, Saldaña y Ortega. Esta población indígena se ve reflejada en el Departamento con un porcentaje de 3.28 por ciento, respecto a la población indígena nacional.