La Charente-Maritime est un département bénéficiant d'une grande richesse floristique et faunistique. Cela est dû à plusieurs facteurs :
Les spécificités climatiques du département, au moins le long du littoral et sur les îles, étés secs et ensoleillés, hivers doux et humides, ont conduit à l'implantation d'une végétation de type méditerranéenne, qui cohabite avec une végétation plus continentale et océanique. C'est en effet en Charente-Maritime qu'on recense en France, le plus d'espèces méditerranéennes spontanées ou naturalisées poussant en dehors de la zone d'influence de la mer Méditerranée. En 1960, L. Rallet relevait ainsi la présence dans le département de 158 espèces méditerranéennes dont, comme le souligne Christian Lahondères, le nombre doit être augmenté de certaines espèces de découverte récente. Ce nombre va en diminuant vers l'est avec 52 en Charente; vers le nord, avec 91 en Vendée, 64 espèces en Deux-Sèvres, 62 en Loire-Atlantique et 30 dans la Vienne; vers le sud, avec 141 en Gironde, 90 dans les Landes et 139 dans les Pyrénées-Atlantiques. Cette abondance d'espèces méditerranéennes se repère toutefois essentiellement sur une étroite bande du littoral qui va, au sud, de la pointe de Grave, jusqu'à Noirmoutier au nord, en Vendée et naturellement sur les îles.
L'implantation de certaines de ces espèces semble assez ancienne. Par exemple, un des plus vieux pins parasols de France était localisé dans la commune de Geay. Il a vécu plus de 400 ans avant de tomber lors de la tempête Martin de 1999.
Mais le méso-climat n'est pas le seul facteur explicatif, l'implantation des espèces méditerranéennes s'explique également par la nature des sols. Les espèces méditerranéennes se concentrent principalement sur les sols calcaires durs fissurés et sur les sols sableux, qui se réchauffent plus vite et dans lesquels l'eau s'infiltre plus rapidement. Elles s'enfoncent alors parfois plus loin dans les terres lorsque les sols s'y prêtent. C'est le cas par exemple du chêne vert qui tend à coloniser les bois des pays charentais sur les sols calcaires, formant parfois de petits peuplements presque purs jusqu'à Cognac et Angoulême.
Parmi les espèces arbustives méditerranéennes spontanées qui peuplent le département, on rencontre tout particulièrement le chêne vert, l'arbousier, le pin maritime et le laurier sauce. Parmi les espèces naturalisées, le pin parasol, le pin d'Alep et le sapin d'Andalousie, qui se ressèment naturellement dans des stations particulièrement favorables (sur l'île de Ré, l'île d'Oléron et la Forêt de la Coubre).
Le long du littoral, et parfois plus loin dans l'arrière pays, sont aussi installées des espèces comme le garou (daphne gnidium), le ciste à feuilles de sauge (cistus salvifolius), le ciste à feuilles de laurier (cistus laurifolius), le ciste de Montpellier (cistus monspeliensis), rhamnus alaternus, l'arbousier (arbutus unedo), la clématite petite flamme (clematis flammula).
Certaines de ces espèces accompagnent la chênaie verte atlantique. Mais l'implantation diffère en fonction des types de sols et d'habitats :
L'île d'Aix abrite aussi des fourrés de Phillyrea angustifolia et l'espèce Inula viscosa qui ne se retrouve pas ailleurs sur le littoral atlantique français. L'île de Ré et l'île d'Oléron abritent quant à elles, entre autres, des espèces comme Cistus monspeliensis, Galium murale et Asparagus maritimus.
La faune de la Charente-Maritime possède également une espèce ophidienne méditerranéenne, la Couleuvre girondine (Coronella girondica). Signalons aussi la présence de la Rainette méridionale.