Остров известен своими разнообразными экосистемами, включая низкорослые леса высоко в горах, сельву на северо-восточных склонах гор и в долинах, саванны на юге и западе, а также песчаные районы, где растут только кактусы и другие ксерофитные растения. С XV века, когда остров был полностью покрыт лесом за исключением небольших сельскохозяйственных участков, растительность сильно изменилась. Колонисты вырубали деревья для нужд строительства и очищали равнины, саванны и склоны гор для возделывания почв. Многие виды были интродуцированы, включая сахарный тростник, бананы и цитрусовые[8].

Площадь лесов на острове составляет около 194 тыс. га (1/5 всей территории). Наиболее распространено хлопковое дерево, в труднодоступных местах сохранились девственные древостои из свиетении крупнолистной, эбенового дерева и дальбергии, местами встречаются заросли бамбука и кампешевого дерева, а также посадки карибской сосны и эвкалипта. Южное побережье во многих местах заросло мангровыми зарослями. В западной и юго-западной части острова в местах, где земля не используется под плантации, распространена растительность саваннового типа (злаки и отдельно стоящими деревья). Всего на острове произрастает более 3000 видов цветковых растений, включая 200 видов орхидей и гибискус сабдариффа (из которого делают каркаде)[9].

Животный мир Ямайки относительно беден: птицы, грызуны (крысы, мыши), кролики, мангусты, пресмыкающиеся (черепахи, змеи, крокодилы и игуаны) и 20 видов летучих мышей. Местных животных на Ямайке немного, в ходе освоения человеком фауна острова сильно пострадала. В доколумбовые времена на острове обитали многочисленные представители семейства хутиевых, но позже их численность сократилась из-за охоты и разрушения мест обитания. Местные крокодилы также могут попасть под угрозу вымирания. Широко распространились завезённые в 1872 году из Индии мангусты[8].

Воды острова и прибрежных районов богаты рыбой. Пресноводные рыбы представлены в основном кефалью, имеются 4 вида пресноводных раков. В прибрежных водах обитают ламантины.

Зафиксировано более 250 видов птиц, включая перелётных, причём 25 видов и 21 подвид являются эндемиками, включая национальный символ — вымпелохвостых колибри[8]. Среди интродуцированных видов — майны[9].

Природоохранные территории острова включают в себя Кокпит-Кантри, лесные заповедники Хеллшайр-Хиллс и Литчфилд. В 1992 году был организован первый морской парк в бухте Монтего и имеет площадь 15 км². В 1993 были созданы национальный парк в горах Блу-Маунтинс и Джон-Кроу.