Завдяки сприятливим кліматичним та різноманітним географічним і геоморфологічним умовам, флора парку відзначається значним видовим багатством. За результатами досліджень тут відомо 782 видів судинних рослин, 312 лишайників, 143 мохоподібних, 65 грибів, 165 водоростей. З судинних рослин 80 видів занесено у регіональний червоний список Закарпаття (грястиця словацька, жовтець карпатський, борідник Прейса, чемерник червонуватий, кортуза Маттіолі, свистуля татарська та інші), 37 — у Червону книгу України (астранція велика, пізньоцвіт осінній, підсніжник звичайний, билинець комариний, білоцвіт весняний, скополія карніолійська, лунарія оживаюча, арніка гірська та інші), і 2 — бузок східнокарпатський та смілка сумнівна — до Міжнародного Червоного списку.
Безхребетні є найчисельнішою і найрізноманітнішою групою і зустрічаються у водоймах, грунті, на рослинності. Водойми представлені переважно річками, потоками, струмками, які мають гірський характер. Відповідно і безхребетних цих водойм представляють здебільшого гірські види.
Характерними представниками річок і потоків є амфібіонтні комахи. До них належать, зокрема одноденки, бабки, веснянки, волохокрильці.
Ліси парку — переважно букові, а також мішані буково-ялицеві. Фауна безхребетних цих лісів є досить багатою. В трухлявих пнях і гниючій деревині часто зустрічаються мокриці, живуть личинки жуків-носорогів, жуків-рогачів, бронзівок, коваликів.
На лісових галявинах чатують на здобич різні види павуків. Тут же зустрічаються представники іксодових кліщів, які можуть бути переносниками небезпечних захворювань людини і тварин.
Серед комах найбільш вивчені денні метелики. Всього тут їх зареєстровано більш як 70 видів. Серед них 6 видів занесені у Червону книгу України, один у Червону книгу денних метеликів Європи та 15 мають статус вразливих у Європі.
На території парку на сьогодні виявлено 172 види хребетних тварин: 50 видів ссавців, 85 — птахів, 8 — плазунів, 12 — земноводних, 16 — риб, 1 — круглоротих.
Водна фауна хребетних представлена реофільними видами круглоротих і риб, які пристосувались до життя в проточних водах. Серед круглоротих — характерна для закарпатських річок мінога угорська. Далі на схід від Карпат вона вже не зустрічається. У верхів’ях Ужа та його притоках — Лютій, Мошці, Стужичанці та інших, зустрічається форель струмкова, а нижче за течією — завезена в Європу з Америки форель райдужна.
Фауна земноводних парку, порівняно з іншими регіонами України поза межами Карпат, видово різноманітна, і тому цікава.
У дощову погоду в букових лісах парку часто зустрічається саламандра плямиста, яка при недостатній вологості ховається під каміння, під стовбури звалених дерев. Ця хвостата амфібія довжиною до 28 см, дуже атрактивна на вигляд — блискучі чорно-жовті плями вкривають усе тіло. Саме вона стала символом Ужанського національного природного парку.
Зустрічаються також два види червонокнижних тритонів — карпатського та гірського, або альпійського. Серед безхвостих земноводних є ропухи, кумки, квакші та жаби.
Із отруйних змій відмічена тільки гадюка звичайна, яку в народі часто називають по-науковому — віперою. Ця невелика змія довжиною до 70 см відрізняється товстим тулубом і дуже коротким хвостом. Укус звичайної віпери у людини викликає лише хворобливий стан, летальних випадків від укусів майже не буває.
Всі інші змії парку — не отруйні. Це, насамперед, найбільший (до 1,5 м завдовжки) полоз лісовий. Він добре повзає по деревах і кущах. До червонокнижних рептилій належить також мідянка — дуже спритна невелика змійка з темним малюнком на спині. Нарешті, в парку можна зустріти вужа звичайного — з жовтими або білими плямами по боках голови та водяного, який тримається поблизу водойм. Необхідно додати, що всі види змій, а не тільки червонокнижні, потребують охорони.
У парку є три види ящірок: живородяча — дрібна ящірка, яка тримається лісових біотопів; прудка — середніх розмірів, тримається сонячних галявин, каміння та веретільниця ламка. Останню часто вважають змією, тому що вона безнога.
Із птахів вздовж Ужа та його притоків можна побачити лелеку чорного. Він гніздиться у лісі і занесений до Червоної книги. Серед горобиних, пов’язаних із водою, назвемо пронурка або оляпку. Останній вид в Україні зустрічається тільки в Карпатах. Над долинами річок часто ширяє канюк звичайний, а подеколи великий темно-бурий хижак з роду орлів — підорлик малий, якого занесено в Червону книгу. Серед атрактивних видів, яких можна побачити на відкритих ділянках парку, слід назвати строкато-забарвленого одуда, який має на голові високий чуб, що розгортається як віяло.
Із ссавців, зокрема, копитних, зустрічається свиня дика, козуля європейська та олень благородний. Багата фауна хижих ссавців, частина з яких занесена до Червоної книги. Це борсук, видра річкова, кіт лісовий, рись. Із псових тут є лисиця та вовк. Зберігся і “володар карпатського лісу” — ведмідь бурий. Мало залишилося регіонів в Європі, які ще можуть похвалитися цими велетнями поміж диких звірів. Серед зайцеподібних у парку зустрічається лише один вид — заєць-русак.
На території парку виявлено єдиний відомий екземпляр на Закарпатті нічниці ставкової — червонокнижний вид кажанів.
Значну частину фауни ссавців складають представники ряду комахоїдних. Це відомі їжак звичайний та кріт європейський і червонокнижні види бурозубка альпійська та кутора мала.
Загалом різноманітна фауна парку складає єдиний комплекс, де види безпосередньо або через рослинний світ залежать один від одного. Охороняймо ж та любімо їх!
Біологічне та ландшафтне різноманіття парку засвідчує ценотичне багатство та унікальність природних біоценозів цього регіону Східних Карпат.