מגוון סוגי הסלעים והקרקעות, צורת המדרונות, החשיפה לשמש ולרוחות, הגובה וכמות המשקעים משתקף בסוגי הצמחייה המגוונים. הפארק הלאומי משתרע על כמה מערכות אקולוגיות ויש בו מגוון ביולוגי עשיר. החלק המערבי של הפארק מכוסה ביער גשם ממוזג, בעוד שהחלק המזרחי מכוסה ביערות של אקלים יבש יותר. בהרים יש גם אקלימים תת-אלפיניים ואלפיניים. על פי הסיווג של הקרן העולמית לשימור חיות הבר שייך האזור לאזור האקולוגי "יערות הרי קסקייד הפונים לרוח" (Cascade Mountains leeward forests), המאופיין באזור הררי מכוסה יערות מחטניים כשהאקלים לח יותר במערב.
בסך הכול הפארק הוא משכן ליותר מ-1,600 מינים של צמחים. בשטח פארק חיים 75 מינים של יונקים, קרוב ל-200 מינים של עופות, 28 מינים של דגים ו-21 מינים של זוחלים ודו-חיים.
הפארק שוכן בלב מערכת אקולוגית מוגנת המשתרעת על שטח שמעל ל-12,000 קילומטרים רבועים בארצות הברית ובקנדה. בגבול המערבי של הפארק שוכנים אזור הטבע הבראשיתי הר בייקר, היער הלאומי הר בייקר-סנוקלמי ואזור הטבע הבראשיתי גלשייר פיק. מדרום שוכנים היער הלאומי ונאטצ'י וממזרח אזור הטבע הבראשיתי פסאיטאן (Pasayten Wilderness Area), אזור הטבע הבראשיתי אגם צ'לאן-סואוטות והיער הלאומי אוקנוגן. האזורים המוגנים בקולומביה הבריטית הצמודים לגבול הם הפארקים הפרובינציאליים אי. סי. מנינג (E.C. Manning Provincial Park), עמק סקאגיט (Skagit Valley Provincial Park) ואגם צ'יליווק (Chilliwack Lake Provincial Park).
צמחייה.
בפארק הלאומי צפון רכס הקסקייד תועדו מעל ל-1,630 מיני צמחים וסקולריים וכפול מזה מיני צמחים שאינם וסקולריים ופטריות, יותר מכל פארק לאומי אחר בארצות הברית. הפארק כולל כ-960 קילומטרים רבועים של יער ראשוני. היער נשלט על ידי מחטניים עד לאזור האלפיני בגובה 2,000 מטרים מעל פני הים, עם זאת הפארק הוא גם משכן לעצים נשירים רבים ולשיחים.
הרכב הצומח ביער משתנה בצורה ניכרת על פי הגובה וקו האורך. העץ הנפוץ ביותר ביער הגשם הממוזג האופייני לחלק המערבי של הפארק הוא צוגה מערבית עד לגובה של 600 מטרים מעל פני הים, בעוד שאשוח חינני שולט בגבהים שבין 600 ל-1,200 מטרים. צוגה הררית שולטת בגבהים שבין 1,200 ל-1,700 מטרים. האזור התת-אלפיני בין 1,500 ל-2,000 מטרים והאזור האלפיני מעל 2,000 מטרים מכוסים במחטניים אחרים עמידים יותר לקור. בחלק המזרחי והיבש יותר של הפארק שולטים אורן הזפת בין 300 ל-600 מטרים, אשוח דאגלס ואורן מפותל מתת-המין "Latifolia" בין 600 ל-1,200 מטרים ואשוח תת-אלפיני בין 1,200 ל-2,000 מטרים. מחטניים אחרים כוללים: טקסוס פסיפי ("Taxus brevifolia"), ברוש נוטקה ("Xanthocyparis nootkatensis"), ארז אדום מערבי, ארזית מערבית ("Larix occidentalis") ואשוחית סיטקה.
עצים רחבי עלים כוללים: ערבה ארקטית ("Salix arctica"), צפצפה רעדנית, אלנוס מאדים, מין האדר "Acer circinatum" (באנגלית vine maple) ו-"Cornus nuttallii" (באנגלית Pacific dogwood).
בין הצמחים בעלי הפרחים: כלנית מערבית ("Anemone occidentalis"), "Angelica argute" (באנגלית Lyall's angelica), "Arnica cordifolia" (באנגלית heartleaf arnica), בן חרצית ריחני ("Chrysanthenum parthenium"), זלזלת היערות ("Clematis vitalba"), דבשה רפואית ("Melilotus officinalis"), "Rhododendron albiflorum" (באנגלית Cascade Azalea) ו-"Chimaphila umbellate" (באנגלית Umbellate Wintergreen).
המגוון הביולוגי מאוים על ידי ההתחממות העולמית וצמחים זרים פולשים. צמחים זרים אלו משגשגים תוך שימוש בדרכים ובשבילים שנסללו על ידי האדם. צמחים זרים אלו כוללים את "Centaurea diffusa" (באנגלית diffuse knapweed), וחפורית עבקנית ("Phalaris arundinacea").
בעלי חיים.
אוכלי-צמחים גדולים מיוצגים על ידי צפיר הקורדילרים, כבש גדול-קרניים, אייל פרדי שחור-זנב, אייל קורא ואייל קנדי. טורפים גדולים כוללים דוב שחור אמריקני, דוב גריזלי, זאב מצוי, פומת ההרים, זאב ערבות, שונר קנדי ושונר מצוי. בין היונקים הקטנים כלולים בונה קנדי, דלק אמריקני, גרגרן, לוטרה צפון אמריקנית, אופוסום וירג'יניה, סנאי דאגלס ("Tamiasciurus douglasii"), סנאי קרקע זהוב-אדרת של קסקייד ("Spermophilus saturatus"), חדף מים צפון אמריקני, ו-12 מינים של עטלפים כולל נשפון יומה ("Myotis yumanensis").
עיטם לבן-ראש, מורלט משויש ולילית מנוקדת הם שלושת המינים היחידים של עופות בפארק המוגדרים בסיכון ברמה הלאומית. יותר ממחצית ממיני העופות הם עופות נודדים העוזבים את הפארק מהסתיו ועד האביב לאזורים דרומיים יותר. בחלק המערבי של הפארק בגובה פחות מ-500 מטרים מעל פני הים משמש יער הגשם הממוזג משכן ללילית מנוקדת, לילית אמריקנית ("Strix varia"), אוח וירג'יניה, שכווי הצווארון, "Patagioenas fasciata" (מין יונה אמריקאית הקרוי באנגלית Band-tailed pigeon), סיס ואוקס, נקר כרבולתי, עורבני שטלר, "Poecile rufescens" (באנגלית chestnut-backed chickadee), מלכילון זהוב-כתר ("Regulus satrapa"), "Catharus ustulatus " (מין קיכלי הקרוי באנגלית Swainson's thrush), דרור שיר ("Melospiza melodia"), פרוש סגול מזרחי ("Carpodacus purpureus"), נקר מוצץ אדום-חזה, עורבני אפור ("Perisoreus canadensis"), "Sitta Canadensis" (מין סיטה הקרוי באנגלית Red-breasted nuthatch), "Ixoreus naevius" (מין קיכלי הקרוי באנגלית Varied thrush), "Geothlypis tolmiei" (באנגלית MacGillivray's warbler), דרור לינקולן ("Melospiza lincolnii") וצלוב-מקור מצוי.
העופות הנפוצים בין 1,500 מטרים מעל פני הים ועד קו העצים כוללים: שכווי כהה ("Dendragapus fuliginosus"), קוליברי קליופה ("Selasphorus calliope"), "Picoides tridactylus" (מין נקר הקרוי באנגלית Eurasian three-toed woodpecker), קיק אגוזים אמריקאי, "Myadestes townsendi" (מין קיכלי הקרוי באנגלית Townsend’s solitaire), קיכלי חלוד-זנב ("Catharus guttatus"), "Setophaga townsendi" (מין של סבכי העולם החדש הקרוי באנגלית Townsend's warbler), "Passerella iliaca" (מין דרור הקרוי באנגלית Fox sparrow) וצלוב-מקור לבן-כנף ("Loxia leucoptera"). באזור האלפיני שבו לא גדלים עצים אפשר לפגוש בשכוויי לבן-זנב ("Lagopus leucura"), עורב שחור, צחיחנית החרמון ופיפיון מים ("Anthus spinoletta"). בקצה המזרחי של הפארק אפשר למצוא "Otus kennicottii" (מין של שעיר הקרוי באנגלית Western screech owl), "Sitta pygmaea" (מין של סיטה הקרוי באנגלית Pygmy nuthatch), "Troglodytes aedon" (באנגלית House wren), ציפור-חתול אפורה ("Dumetella carolinensis") ו-"Carpodacus cassinii" (באנגלית Cassin's finch).
12 מינים של דו-חיים חיים באזורים הלחים בפארק כולל סלמנדרה צפון-מערבית, סלמנדרה ארוכת-בוהן ("Ambystoma macrodactylum"), "Dicamptodon tenebrosus" (באנגלית Coastal giant salamander), "Plethodon vehiculum" (באנגלית Western redback salamander), טריטון גס-העור ("Taricha granulosa"), "Ensatina eschscholtzii", קרפדה מערבית ("Bufo boreas"), "Pseudacris regilla" (באנגלית Pacific Tree Frog), מין אסקפיים "Ascaphus truei" ( באנגלית tailed frog), "Rana aurora" (באנגלית Northern red-legged frog), צפרדע קסקייד ("Rana cascadae"), צפרדע קולומביה מנוקדת ("Rana luteiventris") וצפרדע השור ("Rana catesbeiana").
בין הזוחלים: הנחשים "Charina bottae" (באנגלית Rubber boa), זעמן אמריקאי מזרחי, עכסן הערבות ("Crotalus viridis"), נחשי הבירית מהמינים נחש בירית מצוי, "Thamnophis elegans" (באנגלית Western terrestrial garter snake) ו-"Thamnophis ordinoides" (באנגלית Northwestern garter snake), והלטאות קמטן האליגטור ("Elgaria coerulea"), לטאה דוקרנית מערבית ("Sceloporus occidentalis") ולטאה מכותמת-צד. מין הצב היחיד בשטח הפארק הוא צבגון מצויר.
הנהר סקאגיט החוצה את הפארק הוא הנהר היחיד בתחומי 48 המדינות הרציפות של ארצות הברית שבו שוכנים כל חמשת המינים של הסלמון הפסיפי (הסוג "Oncorhynchus"). בין אוגוסט לדצמבר הם שוחים במעלה אגן הנהר על מנת להטיל את ביציהם, ומושכים טורפים רבים. משפחת הסלמוניים מיוצגת על ידי אלתית אדומה, אלתית דבשתית, טרוטת עין-הקשת, אלתית גמלונית, אלתית צ'אם ("Oncorhynchus keta"), אלתית כסופה ("Oncorhynchus kisutch"), טרוטת קלארק ("Oncorhynchus clarkii"), טרוטה זהובה ("Oncorhynchus aguabonita"), "Prosopium williamsoni" (באנגלית Mountain whitefish), "Prosopium coulteri" (באנגלית Pygmy whitefish), טרוטת ברוק ("Salvelinus fontinalis"), "Salvelinus malma" (באנגלית Dolly Varden trout), טרוטת השור ("Salvelinus confluentus"). הדגים הנוספים הם מוצץ ארוך-חוטם ("Catostomus catostomus"), "Catostomus macrocheilus" (באנגלית Largescale sucker), "Lota lota", "Cottus aleuticus" (באנגלית Coastrange sculpin), "Cottus cognatus" (באנגלית Slimy sculpin), "Cottus asper" (באנגלית Prickly sculpin), "Mylocheilus caurinus" (באנגלית Peamouth) "Ptychocheilus oregonensis" (באנגלית Northern pikeminnow) "Rhinichthys cataractae" (באנגלית Longnose dace) ו-עוקצן תלת-קוצי ("Gasterosteus aculeatus").
תיירות.