Der Nationalpark Monfragüe befindet sich im Herzen der besterhaltenen Gebiete mit Wäldern und Hecken aus mediterraner Vegetation im Südwesten der Iberischen Halbinsel.
In den flachen Gebieten und den sanften Abhängen herrschen die Weideflächen mit Stein- und Korkeichen vor. Sie sind die meist verbreiteten Baumarten. Das Gelände dient größtenteils als ständige Weidefläche, in dem sich die Zistrosen wie Flecken abheben. Diese Struktur entstand durch die Nutzung für Viehwirtschaft und bis zu einem gewissen Grad durch die Nutzung für landwirtschaftliche Zwecke.
Die steileren Berghänge (Corchuela, Santa Catalina) und zu einem großen Teil die Ufer der Flüsse Tajo und Tietar weisen eine dichte Vegetation auf, die vom Menschen kaum verändert wurde, sodass es möglich ist, den Wald in einer Form vorzufinden, die wahrscheinlich dem ursprünglichen Zustand des mediterranen Waldes entspricht.

Die Schattenhänge weisen eine buntgemischte, praktisch undurchdringliche Buschvegetation aus Erdbeerbäumen, Stechlorbeer, Schmalblättrigen Steinlinden und Baumheiden auf, die sich mit Steineichen, Korkeichen und Iberischen Eichen vermischt. Die Sonnenhänge mit weniger Feuchtigkeit und höherer Sonneneinstrahlung weisen eine weniger dichte Vegetation auf, in der die Oleaster, die Mastixsträucher, die Zistrosenbüsche, der Ginster und der Lusitanische Ginster vorherrschen.
Im ausgedehnten Flussnetz und dort, wo die Auswirkungen der Veränderung des Wasserstands des Stausees die Entwicklung der Ufervegetation nicht beeinflusste, entstand ein üppiges Band von Eschen, Weidebäumen und häufig auch aus Erlen, die richtige Alleen bilden. In Ufernähe und in den feuchten Gebieten ist es auch möglich, andere, seltenere Spezies anzutreffen wie den Zürgelbaum, den Französischen Ahorn und die Stechpalme. Den Flussläufen entlang, die im Sommer meist ausgetrocknet sind, sind die Ufer von Tamujo-Sträuchern und Oleanderbüschen überwachsen.
Auf den Felsblöcken findet man meistens Stechwacholder, der in den Spalten des harten Quarzits wächst.
Allmählich werden die Eukalyptus-Aufforstungen, Gebiete von geringem biologischem Wert, durch einheimische Bäume wie Stein- und Korkeichen ersetzt.

Die Bedeutung desMonfragüe im Bezug auf die Tierwelt liegt hauptsächlich in der außergewöhnlichen Verbindung von Abhängen mit dichter Vegetation, Felsblöcken und weiten offenen Gebieten, die der Fauna Unterschlupf und Nistplätze bieten und als Nahrungsquellen dienen.
Die Stein- und Korkeichenwälder sind der Lebensraum der größten Mönchsgeierkolonie der Welt, die 250 Pärchen umfasst, und überall kann man ein Exemplar beobachten. Vom Iberischen Kaiseradler, auf der Liste der vom Aussterben bedrohten Tierarten, gibt es im Park und seinem Einzugsgebiet 11 fortpflanzungsfähige Pärchen. Sie stellen eine der wertvollsten erhaltenen Tierarten dar.

Eine Überraschung für den Besucher sind die felsigen Flussufer, auf deren Felsblöcken zahlreiche Vogelarten nisten wie der Schwarzstorch, der Gänsegeier, der Schmutzgeier, der Steinadler, der Wanderfalke, der Uhu und die Alpenkrähe. Beim Wasserfall Salto del Gitano, dem meistbesuchten und berühmtesten Ort im Park, kann man diese Vogelarten im Frühling mit etwas Glück beobachten. Besonders eindrücklich sind die Nester des Schwarzstorchs am Ufer des Tajos, denn die Nähe erlaubt einem sogar, sie ohne zu stören beim Brüten zu beobachten oder die Jungvögel zu sehen. Der Gänsegeier, der ständig über dem Gebirge und den Weiden kreist, ist mit einer Population von über 400 Pärchen die meistverbreitete Art auf den Felsen. Weitere interessante Raubvögel, die man beobachten kann, sind der Schlangenadler, der Steinadler, der Zwergadler, der Habicht, der Sperber, der Rotmilan und der Gleitaar. In den Stauseen kann man vor allem im Winter Krähenscharben, Graureiher, Stockenten und Lachmöwen zu Gesicht zu bekommen.

Der Unterbestand an Kaninchen hat im Park zu einem Rückgang der Populationen des iberischen Pardelluchses geführt, aber hier befindet sich einer seiner letzten Schlupfwinkel, der einen geeigneten Lebensraum zum Überleben bietet. Die Wildkatze, die Ginsterkatze und der Europäische Mungo sind ebenfalls häufig anzutreffen.
Die Gebirgsvegetation dient vielen Rothirschen und Wildschweinen als Lebensraum. Man kann sie sogar am helllichten Tag beobachten, da sie keinen natürlichen Feind haben. In der Brunstzeit des Hirsches (September), ist auf den Wiesen das Röhren der um die Weibchen buhlenden Männchen zu vernehmen.