Η χλωρίδα του νησιού περιλαμβάνει 847 ανώτερα φυτά (αγγειόσπερμα – γυμνόσπερμα) και άλλα 17 είδη αγγειόφυτων (φτέρες κλπ.). από αυτά, 24 είδη είναι ενδημικά της Λέσβου ή των νησιών του ΒΑ Αιγαίου και της Μικράς Ασίας. Στα ενδημικά της Λέσβου περιλαμβάνονται τα Alyssum lesbiacum και το Asperula nitida mytilinica.
Η πανίδα της Λέσβου περιλαμβάνει 304 είδη σπονδυλωτών ζώων (πλην ψαριών) και μεγάλο αριθμό ασπόνδυλων, τα οποία όμως δεν έχουν καταγραφεί σε ικανοποιητικό βαθμό. Τα σπονδυλωτά της Λέσβου περιλαμβάνουν: 5 αμφίβια, 22 ερπετά, 260 πουλιά, 17 χερσαία θηλαστικά (επιπλέον υπάρχουν 2-3 καθαρά θαλάσσια είδη – δελφίνια κλπ.). Στις ΝΔ ακτές του νησιού, γύρω από την Ερεσό επιβιώνουν λίγα άτομα της Μεσογειακής Φώκιας (Monachus monachus) η οποία, ως γνωστόν, απειλείται παγκόσμια με εξαφάνιση. Επίσης η Λέσβος και σε μεγάλο βαθμό η περιοχή της Ερεσού, είναι το μόνο μέρος της Ευρώπης όπου βρίσκεται ο περσικός σκίουρος (Sciurus anomalus), είδος της Δυτικής Ασίας.

ΑΠΟΛΙΘΩΜΕΝΟ ΔΑΣΟΣ
Είκοσι εκατομμύρια χρόνια πριν μία πλούσια βλάστηση με τεράστια αιωνόβια δένδρα, των οποίων η διάμετρος του κορμού έφθαναν τα 8,5 μ., κάλυπταν όλη την περιοχή της δυτικής Λέσβου.
Ωστόσο η έντονη ηφαιστειακή δραστηριότητα του όρους Όρδυμνος, οδήγησε στην απογύμνωση της περιοχής και στην απολίθωση της τοπικής χλωρίδας.
Σήμερα το φαινόμενο αυτό – στο τρίγωνο Άντισσας, Σιγρίου, Ερεσού – είναι επιβλητικό, κυρίως λόγω του χρωματισμού των απολιθωμάτων.
Καμία περιγραφή και κανένα άλλο μέσο εκτός από μια επιτόπου επίσκεψη, δεν μπορεί να αποκαλύψει επαρκώς το πραγματικό θαύμα, την ομορφιά και την περίεργη έλξη που το Απολιθωμένο Δάσος προκαλεί στον επισκέπτη, ο οποίος θα παρατηρήσει τα περισσότερα απολιθωμένα δένδρα με τις ρίζες τους, στην ίδια ακριβώς θέση που βρισκόταν πριν απολιθωθούν!
Υπάρχει επίσης ένα υποβρύχιο τμήμα του στο Σίγρι. Το απολιθωμένος δάσος της Λέσβου είναι επίτιμο μέλος των “European Georparks”.

Στην ίδια περιοχή, βρίσκεται και το περίφημο Μουσείο Φυσικής Ιστορίας του Σιγρίου με πληθώρα εκθεμάτων (κορμοί, φύλλα, βλαστοί κλπ).
Πρόσφατα ανακαλύφθηκαν και τα παλαιοντολογικά απολιθώματα στην περιοχή Βρίσας (Δήμος Πολυχνίτου) με σπουδαιότερα ευρήματα σιαγώνες και οστά σπανιότατου είδους υπερμεγεθών πιθήκων, χαυλιόδοντες ελεφάντων, μικρά τεμάχια του σώματος γιγάντιας χελώνας, της οποίας ομοίωμα εκτίθεται στο μουσείο-συλλογή της Βρίσας κ.α.