A tó növényvilágának nagy részét algafajok teszik ki. A hínárfélék között a leggyakoribbak a békaszőlő-fajok. A nádasok leginkább az északi parton maradtak fenn. Alkotó növényeik a fedőnád, a tavi káka, a zsombéksás és a keskenylevelű gyékény.

Az állatvilágot Európa számos madara, illetve mintegy 50-féle hala mellett rengeteg egysejtű, édesvízi szivacs - köztük az endogén balatoni szivacs -, rákok, kagylók, valamint a halak táplálékát is jelentő csípőszúnyogok és árvaszúnyogok is képviselik.

A halak tavaszi elhullása természetes időszakos jelenség, aminek méretei azonban változóak és összefügghetnek a víz minőségének romlásával is. A felmelegedő vízben a legtöbb keszegféle ívása is hirtelen zajlik. A dévérkeszeg, a nyílt víz legfontosabb pontyféléje tömegesen, de naponta igen változó mennyiségben húzódik a partközelbe. Az ívástól legyengült dévérek közül ebben az időszakban számos példány elpusztul, ezért a tavaszi hónapokban a Balatont látogatók a kövek közé szorult és elhullott keszeggel is találkozhatnak.

A tó vízgyűjtőjében a kutatóknak egy új halfaj, az amurgéb előfordulását sikerült igazolniuk. A Magyarországon mindeddig csupán a Tisza vízgyűjtőjéből ismert halfaj megjelenése azonban nem jó hír. Az igen agresszív inváziós halfaj komoly veszélyt jelenthet néhány őshonos faj populációjára. Természetvédelmi szempontból különösen nagy kihívást jelent a hazai fauna egyik legértékesebb tagjának, a lápi póc  állományának védelme az amurgéb gradációjától. Ezért komoly aggodalomra adhat okot az amurgéb megjelenése a Kis-Balatonba torkolló Marótvölgyi-vízfolyásban, amelynek alsó szakaszán a lápi póc jelentős állománya található.

 

Fő halfajták:

• Angolna (betelepített)
• Amur (betelepített)
• Balin (másnéven ragadozó őn)
• Busa (betelepített)
• Csuka
• Compó
• Domolykó
• Fogassüllő
• Garda
• Harcsa 
• Pontyfélék (például tőponty, dévérkeszeg)

Fő madárfajták:

• récefélék
• bütykös hattyú (az utóbbi egy-két évtizedben terjedt el)
• dankasirály
• küszvágó csér
• kormorán

A vízben és közvetlen közelében több mint 1200 állatfaj él. Az e vidéken fellelhető erdőkben az óriás énekes kabóca, a rézsikló, a holló, az erdei szürkebegy és a fenyvescinege mellett a gímszarvas ugyanúgy megfigyelhető, mint a róka és a dámszarvas. Igazi ritkaságnak számít a kerecsensólyom. A tó rendkívül gazdag növényvilágára jellemző, hogy a molyhos és cseres-tölgyes erdőségek a legelterjedtebbek, amelyeket sok helyütt telepített fenyőerdők váltanak. A Balaton-felvidéki Nemzeti Park címernövénye, a lisztes kankalin mellett több más pompás szirmú virág is honos itt, ilyen a tavaszi hérics, a fekete kökörcsin és a citromillatú nagyezerjófű.