动物、鱼类、海生哺乳类、陆上生物组成完整食物链。虽然海岸与山顶高度差仅约1,600公尺左右，但此地有发达的偃松低木林与高山植物聚落，并可见多样化的植披垂直分布。知床半岛保留了原始的自然景貌，可见过去遍布于北海道各地的多种北方及南方哺乳类、鸟类。陆地有棕熊与，海域有鲸类与鳍足类等大量大型动物栖息，其中棕熊密度更是世界顶尖。另外，知床半岛已确认有天然纪念物、白尾海雕与黑啄木鸟繁殖，其中日本的毛腿渔鸮约半数生活于周边区域，是日本国内最重要的繁殖地。而虎头海鵰在此越冬的数量达1,000只以上，也是世界重要的越冬