Balefjellenes økosystem og mangfold av habitater er et internasjonalt anerkjent sentrum for endemisme og biologisk mangfold. En fjerdepart av pattedyrene og cirka 6 prosent av fuglene er stedegne. I tillegg til et ukjent antall stedegne amfibier og omkring 14 prosent av Etiopias stedegne plantearter. Nasjonalparken er blant annet hjem for mer enn 1 300 blomstrende plantearter, hvorav 163 er stedegne for Etiopia og 23 for nasjonalparken alene.