Flora i fauna Golije je veoma raznovrsna. Floristički biodiverzitet Golije gradi oko 900 vrsta biljnog sveta. Poseban značaj u flori imaju endemične i reliktne vrste, kao i vrste koje su postale ugrožene. Među očuvanim prirodnim retkostima izdvaja se reliktna i endemična drvenasta vrsta planinskog javora, koji je sinonim za floru Golije. Pored javora, poseban floristički značaj ima zelenika, kao i endemične vrste Pančićeva bedrenica i Adamovićeva majčina dušica koje imaju obeležje lokalnog endemita i vrste su od međunarodnog značaja za očuvanje biodiverziteta. Na Goliji postoje tri rezervata prirode koji su pod zaštitom (kompleksi mešovitih šuma jele, smrče i bukve).
Golija je planinski masiv velike biološke raznovrsnosti, odnosno jedan od važnih evropskih centara ornitološke biološke i genetičke raznovrsnosti. Na Goliji je do sada zabeleženo 45 vrsta ptica koje spadaju u grupu prirodnih retkosti i registrovano je oko 90 vrsta kandidata za Crvenu knjigu ptica Srbije, što sve ukazuje na veliki značaj ornitofaune Golije kao budućeg rezervata biosfere za očuvanje biodiverziteta ptica. Na Goliji se nalaze lovišta: „Golija“ (32 507 ha) gde se love vuk, lisica i zec, „Studenica“ (34 934 ha) gde se love divlja svinja, srna, lisica i vuk i „Biser voda“ (4 500 ha).
