玉山國家公園東部園區具有陸域與水域生態系，陸域生態系包括至少四種植被帶，其中以臺灣胡桃優勢之落葉林與半落葉林，是臺灣其他地區少見的；而瓦拉米步道溫帶常綠闊葉林帶分布海拔較低(900至1800公尺)，更是與西部山地最顯著的差異；另外八通關越嶺步道沿線多種形態之岩生植物與微棲地變化，也是本區生態環境的特色。水域生態系主要為拉庫拉庫溪主支流，包括急湍、緩流、淺地、深潭、伏流與瀑布等各種溪流環境，雨季與非雨季溪水流量差異極大，為典型的高山溪流。不論陸域或水域生態系都孕育著許多的動物資源，除了有許多保育類動物外，溪流中更具有兩種臺灣東部特有魚類—高身鏟頷魚與臺東間爬岩鰍，使得東部園區的生態環境更顯彌足珍貴。
藉由歷年文獻清查紀錄東部園區出現的物種，維管束植物至少有125科360屬527種，其中蕨類植物有165種，裸子植物有9種，雙子葉植物則有45種。
羅氏鹽膚木
亞熱帶常綠闊葉林帶：250公尺至700公尺
亞熱帶常綠闊葉林帶的海拔高度分布範圍為250公尺至700公尺，本植被帶與暖溫常綠闊葉林早期都分佈有許多樟樹，日治時期在黃麻一帶並設有砍樟製腦之腦寮，絕大多數的樟樹在日治時期即已砍伐殆盡，在目前的次生成熟林中，幾乎看不見樟樹的存在。在東部園區目前構成此植被帶的最成熟林型主要是青剛櫟—菲律賓楠群叢為主(以青剛櫟、菲律賓楠、江某及菲律賓榕較占優勢，其他常見的次優勢喬木有樟葉槭、茄苳、大葉楠、紅皮等)，而演替早期的植被類型為山黃麻—白匏子先鋒群叢(以山黃麻、白匏子暫優勢，其他的伴生物種有筆筒樹、小葉桑、細葉饅頭果、羅氏鹽膚木等)
暖溫常綠闊葉林在東部園區之垂直分布較狹窄，介於700公尺至900公尺間，明顯受到上下兩層植被帶的擠壓，不僅代表性物種降低，典型的植群型亦不多見。此地區形成青剛櫟—臺灣雅楠群叢為主(以青剛櫟、臺灣雅楠及山肉桂佔優勢，其他重要伴生物種有臺灣黃杞、香葉樹、紅皮、黑心櫻、小花鼠刺、薯豆、九芎、杜英等)。本植群帶演替早期具有臺灣胡桃先鋒群種(臺灣胡桃佔絕對優勢，楓香、青楓、華八角楓、九芎等)與臺灣胡桃—臺灣雅楠過度群叢(臺灣胡桃、臺灣雅楠、山肉桂及零星造林物種櫸木、杉木)
青剛櫟
胡桃林
溫帶常綠闊葉林帶在東部園區的分布自海拔900公尺至1800公尺，是八通關越嶺線沿線較完整的常綠闊葉林。本植群帶除分布範圍較廣的成熟林型：大葉柯—假長葉楠群叢外(如大葉柯、假長葉楠、臺灣雅楠、鬼石櫟、烏心石 )，尚有臺灣赤楊—五節芒先鋒群叢(台灣赤楊、五節芒)與臺灣胡桃—假長葉楠過渡群叢(臺灣胡桃、假長葉楠、大葉柯)。
赤楊林
溫帶常綠闊葉林帶
紅檜
溫帶針闊葉混淆林帶：1800~2400公尺
東部園區除溫帶常綠闊葉林垂直分布下降外，以檜木為主的針闊葉混淆林垂直分布亦下降，本植被型之海拔分布自1800公尺至2400公尺。本植群帶中針葉樹種類很多，包括紅檜、臺灣五葉松、臺灣二葉松、臺灣黃杉、臺灣雲杉、臺灣粗榧、南洋紅豆杉、臺灣杉等。
東部園區為目前臺灣地區野生動物資源最豐富的地區之一，目前本區已針對大型哺乳動物有較初步的調查，其中以臺灣黑熊、山羌及臺灣水鹿之生態習性研究較透徹，水生動物(包括兩棲類)方面已有初步之調查結果，而鳥類、昆蟲及其他無脊椎動物方面調查研究較少。而近年來的研究發現，大分山區為全臺灣黑熊核心族群之重要棲息場所，以分子生物鑑識發現約有120隻，且大部份個體的活動範圍近半數會走出玉山園區外圍如:鄰近原住民部落及公路、瓦拉米步道上，如:104年向陽山屋的黑熊滋擾事件、107年南安小熊走出步道事件，108年拉庫音溪山屋、楠溪保育研究站、鹿林小屋翻弄垃圾桶等黑熊滋擾事件皆為近年來玉山園區重要黑熊保育經營管理議題。
水鹿
黃鼠狼
條紋松鼠
總計目前在東部園區共發現21種哺乳動物,其中含大赤鼯鼠、白面鼯鼠、森鼠、華南鼬鼠、刺鼠、赤腹松鼠、長吻松鼠及條紋松鼠等8種哺小型鼠類動物，16種中大型哺乳動物，其中以臺灣獼猴、白鼻心、臺灣野山羊、臺灣黑熊、臺灣水鹿、食蟹獴（棕簑貓）、黃鼠狼與黃喉貂較為常見。
在104年於瓦拉米步道架設11個蝙蝠巢箱發現至少有臺灣管鼻蝠、臺灣葉鼻蝠、臺灣彩蝠、長趾鼠耳蝠及隱姬管鼻蝠等5種蝙蝠。
棕簑貓(食蟹蒙)
臺灣黑熊
臺灣獼猴
鳥類
目前在東部園區共記錄鳥類40種，其中大冠鷲、黃魚鴞、帝雉、藍腹鷴、深山竹雞、台灣紫嘯鶇、冠羽畫眉、白耳畫眉、藪鳥、紅頭山雀、青背山雀、紅山椒鳥、小剪尾、鉛色水鶇、朱鸝等常見。
兩棲類
目前所調查到之兩生類動物共3科6種，分別隸屬於蟾蜍科、赤蛙科、與樹蛙科。其中斯文豪氏赤蛙、莫氏樹蛙與褐樹蛙為臺灣特有種蛙類。且斯文豪氏赤蛙特殊的鳥鳴叫聲處處可聞，而各溪流及小山涧的緩流或積水處，則常常可見盤古蟾蜍的蝌蚪聚集成群。
魚類
目前所調查到之魚類共3目4科11種，其中鱸鰻及短鰭鰻是查訪當地原住民所得結果。11種魚類中，有7種屬於純淡水魚，包括臺灣白甲魚(又名臺灣鏟頷魚、苦花)、高身鏟頷魚、何氏棘魞、粗首馬口鱲、臺灣石賓、台東間爬岩鰍、細斑紋蝦虎等，洄游性淡水魚則有日本禿頭鯊、大吻蝦虎、日本瓢鰭鰕虎、鱸鰻、短鰭鰻等4種。
無脊椎動物
過往東部地區的調查蝴蝶共記錄了112種，其中以臺灣波紋蛇目褋、小紫斑蝶、黃蝶屬、紫斑蝶類、沖繩小灰蝶等5種占優勢;昆蟲則以拉庫拉庫溪流域的水生昆蟲調查較多，共計十足目、毛翅目、半翅目、脈翅目、蜉蝣目、蜻蛉目、鞘翅目、襀翅目、雙翅目等9目47科如扁蜉科、四節蜉科、小蜉科、蜉蝣科、春蜓科、晏蜓科、幽蟌科、石蠅科、短尾石蠅科、黽蝽科、蝎蝽科、魚蛉科、紋石蛾科、搖蚊科、鷸虻科、大蚊科、蚋科、網蚊科等等；其他軟甲綱的物種如：大和沼蝦、日本米蝦、拉氏明溪蟹、雙色澤蟹。
