這座公園的生態系統可大概分為三大類型：瀰漫著火山氣體的荒野、覆滿山岳的森林，以及透過策略燒除和割除來維護的草原。火山四周叢生著深山霧島（學名：Rhododendron kiusianum）和越橘等植物。草原上則生長著許多瀕危植物，例如糙毛藍刺頭和東方堇菜。
園區的森林與草原棲息著大琉璃小灰蝶（學名：Shijimiaeoides divinus）等瀕危蝴蝶，以及九州蝦夷蟬和臭蜣螂等昆蟲。此處也是草鵐、赤胸鵐、紅頸葦鵐和雙眉葦鶯等各種鳥類的家園。
植物
深山霧島
深山霧島為杜鵑的一種，生長於九州火山山坡的裸露土壤中。每年 5 月和 6 月，其美麗的粉紅色花朵會開滿整座山岳。
深山霧島
糙毛藍刺頭
這種稀有植物是在冰河時期從亞洲大陸向各地傳播開來。每年 8 月和 9 月，糙毛藍刺頭會綻放蔚藍色的球形花朵，其葉片外形類似薊並且帶刺。此植物生長於草原，因此也容易由於草原消失而絕跡。
糙毛藍刺頭
動物
大琉璃小灰蝶
大琉璃小灰蝶（學名：Shijimiaeoides divinus）是阿蘇九重國家公園的特有生物之一，為稀有的草食性蝴蝶物種。
大琉璃小灰蝶
赤牛（褐毛和牛）
與其名稱不同，這種動物的體色為褐色。過去幾個世紀以來，阿蘇地區的農家皆飼養赤牛從事農耕工作。其穿過草原悠閒吃草的樣貌，呈現出了充滿田園風情的景緻。
赤牛（褐毛和牛）