Vườn quốc gia Phong Nha - Kẻ Bàng còn ẩn chứa trong đó là sự đa dạng của các loài sinh vật tự nhiên. Cho đến nay, đã xác định sự có mặt của 2.651 loài thực vật bậc cao có mạch, 735 loài động vật có xương sống, 369 loài côn trùng. Chúng hầu hết là các loài bản địa tự nhiên trong khu vực. Trong số đó có tới 116 loài thực vật và 129 loài động vật được ghi trong sách Đỏ Việt Nam và sách Đỏ IUCN 2006.
Với đặc điểm về sự đa dạng sinh cảnh núi đá vôi, hang động, núi đất...Phong Nha - Kẻ Bàng là điều kiện lý tưởng cho 9/21 loài linh trưởng (43% linh trưởng của Việt Nam) sinh sống. Có 3 loài linh trưởng đặc hữu của dãy Trường Sơn là Vọc Hà Tĩnh, Vọc vá chân nâu, Vượn bạc má, trong đó có 1 phân loài là Vọc Hà Tĩnh đặc hữu hẹp chỉ tìm thấy ở vùng núi đá vôi Phong Nha - Kẻ Bàng và vùng lân cận.
Với diện tích núi đá vôi và thảm thực vật rừng nguyên sinh rộng lớn, Phong Nha - Kẻ Bàng không chỉ đa dạng về nhóm thú mà đa dạng các nhóm chim ( 302 loài); nhóm bò sát và lưỡng cư (59 loài bò sát và 22 loài lưỡng cư); nhóm cá (72 loài) và nhóm bướm (261 loài). Đặc biệt, khu hệ Dơi ở Phong Nha - Kẻ Bàng đa dạng nhất ở Việt Nam với 46 loài, chiếm 43% tổng số loài của Việt Nam.
Đối với thảm thực vật, Vườn quốc gia Phong Nha - Kẻ Bàng có mặt của 419 loài thực vật đặc hữu của Việt Nam (trong đó có 28 loài Lan). Ngoài ra, loài Táu đá (Hopea sp) đang được phân loại để công bố là loài mới cũng là loài đặc hữu của Vườn quốc gia. Phong Nha - Kẻ Bàng cũng là nơi giao lưu của hai khu hệ thực vật Nam và Bắc Việt Nam. Đây là ranh giới tận cùng phía nam của một số loài thực vật phía bắc như Nghiến (Burretiodendron hsienmu), Chò nước (Platanus kerrii)... và cũng là ranh giới tận cùng phía bắc của một số loài thực vật phía nam như Dầu ke (Dipterocarpus kerril), Dầu đọt tím (Diptercalpus grandiflorus)... Thành phần thực vật của vườn quốc gia chắc chắn còn phong phú hơn nhiều nếu như được điều tra chi tiết. Với sự phong phú đó, các loài thực vật ở đây chứa một nguồn gen vô tận.
Những năm gần đây, Vườn quốc gia Phong Nha - Kẻ Bàng là nơi tiềm ẩn lý thú cho các nhà khoa học khám phá. Bằng chứng là chỉ trong vòng 10 năm trở lại đây các nhà khoa học đã phát hiện 1 loài thực vật, 1 loài chim, 6 loài bò sát, 1 loài lưỡng thê, 12 loài và phân loài cá, và 2 loài bướm mới cho khoa học. Có thể khẳng định, không một khu bảo tồn nào gây được sự chú ý như Phong Nha - Kẻ Bàng đối với các nhà khoa học trong thời gian qua.
Vườn quốc gia Phong Nha - Kẻ Bàng là nơi sinh sống tự nhiên quan trọng và có ý nghĩa nhất đối với việc bảo tồn đa dạng sinh học. Những giá trị đa dạng sinh học cũng như những giá trị tiềm ẩn của Vườn quốc gia Phong Nha - Kẻ Bàng sẽ rất quý báu cho công tác nghiên cứu khoa học đồng thời rất có giá trị cho công tác bảo tồn thiên nhiên, phát triển kinh tế - xã hội. Do vậy, việc bảo tồn di sản Phong Nha - Kẻ Bàng chính là nhiệm vụ quan trọng không chỉ của Việt Nam mà đối với toàn nhân loại.
BBT