La flore et la faune d'Israël sont très riches et diversifiées, en partie en raison de sa situation géographique au carrefour de trois continents. On y a identifié plus de 2600 types de plantes, allant d'espèces alpines sur les versants des montagnes du nord aux espèces sahariennes de l'Arava au sud. Israël constitue la limite septentrionale extrême de plantes telles que le papyrus et méridionale extrême pour d'autres comme la pivoine rouge corail.

Des forêts naturelles, composées principalement de chênes kermès, couvrent une partie de la Galilée, le mont Carmel et d'autres zones montagneuses. Au printemps, les cistes et genêts prédominent avec un éventail de tonalités roses, blanches et jaunes. Le chèvrefeuille recouvre les buissons et de grands platanes ombragent les cours d'eau de Galilée. Sur les plateaux du Neguev, d'énormes pistachiers atlantiques brisent de façon spectaculaire la monotonie des vallées arides et les palmiers poussent là où le sous-sol contient assez d'eau.

De nombreuses fleurs cultivées telles l'iris, le lys, la tulipe et la jacinthe ont des équivalents parmi les espèces sauvages d'Israël. Dès les premières pluies d'octobre-novembre, le pays est recouvert d'un tapis vert persistant jusqu'au retour de la saison sèche. Des cyclamens blancs et roses, des anémones rouges, blanches ou pourpres fleurissent de décembre à mars, tandis que le lupin bleu et le souci jaune apparaissent un peu plus tard. De nombreuses plantes locales, telles le crocus et la scille (jacinthe sauvage) accumulent des provisions dans leurs bulbes et tubercules et fleurissent à la fin de l'été. Quelque 135 variétés de papillons aux couleurs chatoyantes survolent les campagnes.

Plus de 500 espèces d'oiseaux peuvent être observées en Israël. Certaines, comme le rossignol sont des résidents permanents ; d'autres, tels la foulque et l'étourneau y passent l'hiver en profitant de la nourriture qu'offrent les étangs de pisciculture et les champs. Des millions d'oiseaux migrateurs traversent deux fois par an le pays, pour le plus grand plaisir des ornithologues. Les buses, pélicans et autres migrateurs de toutes tailles sillonnent les cieux en mars et en octobre. Plusieurs espèces de rapaces, dont des aigles, des faucons et des éperviers, ainsi que de petits chanteurs comme les fauvettes et chardonnerets nidifient  en Israël.

De délicates gazelles et des bouquetins bondissent dans les montagnes ; des renards, félins et autres mammifères vivent dans les zones boisées ; le bouquetin de Nubie, aux cornes majestueuses, franchit d'un bond les crevasses du désert ; les caméléons, serpents, iguanes et lézards figurent parmi la centaine de reptiles indigènes.

Afin de protéger l'environnement naturel, des lois très sévères assurant la sauvegarde de la flore et de la faune ont été votées, interdisant de cueillir la plus humble des fleurs sauvages. La Direction des parcs et de la nature d'Israël œuvre à la préservation des  paysages et de l'environnement naturel. Plus de 150 réserves naturelles et 65 parcs nationaux placés sous le contrôle de cette instance ont été créés dans le pays et couvrent près de 1000 km2. Une vingtaine de réserves, aménagées pour le public, comportent des centres d'accueil, des routes et des pistes. Elles reçoivent chaque année plus de deux millions de visiteurs. Le mont Carmel, l'une des régions d'Israël les plus importantes, a été déclarée réserve de biosphère dans le cadre du programme « L'homme et la biosphère » de l'Unesco.

Plusieurs centaines d'arbres tels les chênes et les palmiers et d'animaux sauvages, notamment les gazelles, bouquetins, léopards et vautours, sont protégés et des opérations de sauvetage ont été menées pour assurer la survie des espèces menacées. Des points de nourriture pour loups, hyènes et renards ont été créés et des sites de nidification sécurisés. Des œufs de tortues de mer sont régulièrement recueillis sur les plages de la Méditerranée, couvés dans des incubateurs avant l'éclosion puis immergés en mer.  Avec plus de 500 millions d'oiseaux migrateurs survolant le pays chaque année, Israël est devenu un site d'observation des oiseaux célèbre partout dans le monde, ainsi qu'un centre international de recherche et de coopération. Les routes des migrations font l'objet de contrôles rigoureux afin d'éviter les collisions avec les avions. Un site Internet (http://www.birds.org.il/) créé en Israël sous le slogan « Oiseaux sans frontières » regroupe des enfants du monde entier dans un projet de recherche et d'éducation.

Soucieux de préserver son patrimoine, Israël a investi de grands efforts pour sauvegarder et réintroduire la flore et la faune des temps bibliques, aujourd'hui disparus ou en voie de disparition. La réserve naturelle de Néot Kedoumim, au centre du pays, qui se consacre à la recherche et à la sauvegarde des plantes mentionnées dans la Bible, a créé des jardins agrémentés de plantes indigènes caractéristiques des diverses régions géographiques d'Israël dans l'Antiquité. Les réserves animales de Haï Bar dans l'Arava et du Carmel ont été créées pour réintroduire dans leur habitat naturel des espèces animales qui peuplaient jadis les montagnes et les déserts du Pays d'Israël, entre autres, des autruches, des daims persans, des oryx, des onagres et des ânes sauvages de Somalie. 

La Société pour la protection de la nature, principale instance chargée de la préservation de l'environnement en Israël, a lancé dans les écoles et dans l'ensemble de la population des dizaines de campagnes de lutte contre la détérioration des écosystèmes et des paysages due au développement incontrôlé. Ses programmes de vulgarisation sont menés par 10 écoles champêtres, 4 observatoires ornithologiques, 5 centres urbains de protection de la nature et 10 succursales locales. Dans les écoles et dans l'ensemble de la population, des excursions guidées, des publications et des campagnes d'information font prendre conscience aux habitants du caractère impératif de la sauvegarde de la nature. La Société pour la protection de la nature en Israël, l'organisation écologique la plus importante du pays, a lancé plusieurs dizaines de campagnes contre la destruction des écosystèmes et des paysages provoquée par des mesures imprudentes. Son action éducative, d'une grande portée, s'effectue dans 24 écoles de nature, 10 centres urbains et 15 sections locales.

Le Keren Kayemet - le Fonds national juif (KKL) a été fondé en 1901 afin d'acheter des terres destinées aux  localités agricoles juives, ainsi que pour mettre en œuvre des projets d'amendement des sols et de reboisement en Terre d'Israël. Au moment où Israël a accédé à l'indépendance, le KKL, grâce aux fonds collectés auprès des juifs du monde entier, avait fait l'acquisition de quelque 96 000 hectares de terrains dont la plupart durent être défrichés après des siècles d'abandon, et avait planté environ 4,5 millions d'arbres sur les collines rocheuses du pays.

Aujourd'hui, plus de 200 millions d'arbres couvrant une superficie d'environ 120 000 hectares offrent aux Israéliens de multiples possibilités de récréation. Tout en poursuivant ses activités de reboisement et d'entretien des forêts, le Fonds crée également des parcs et des aires de détente et de loisir, prépare l'infrastructure des nouvelles localités, réalise divers projets de collecte d'eau et participe activement aux efforts de protection de l'environnement dans le pays.