[1]​ En cuanto a la vegetación del parque natural, la que se encuentra en el ámbito territorial del valle de Alcudia está muy modelada por el uso ganadero tradicional, encontrándose amplias extensiones cubiertas por dehesas de encina, majadales, vallicares y otros pastizales anuales, mientras que en el ámbito territorial de sierra Madrona se han conservado vestigios de diferentes tipos de bosques mediterráneos con buen grado de conservación: encinares en las áreas más cálidas y secas, quejigares en navas con inversión térmica y partes bajas de umbrías, alcornocales en laderas templadas con cierta precipitación, rebollares en las umbrías altas, y enebrales y fragmentos relícticos de pinar de Pinus pinaster en las crestas.

Son comunes también los bosques mixtos de varias especies del género Quercus.

Los contrastes son frecuentes, pudiéndose descubrir otros enclaves, donde aparecen valiosos fragmentos relícticos de quejigar de Quercus canariensis, importantes galerías fluviales en las que alternan alisedas, fresnedas, saucedas y tamujares, así como, turberas o bonales muy bien conservados.

[1]​ En el grupo de las aves, Sierra Madrona ha sido incluida en la Zona de Especial Protección para las Aves denominada «Sierra Morena», y tiene la consideración de Zona Sensible para la conservación del águila imperial ibérica, buitre negro y cigüeña negra.

En lo que se refiere a los mamíferos, esta sierra constituye hábitat para unas poblaciones en extremo amenazadas de lobo y lince ibérico.