Flora y fauna
Los bosques secos del parque presentan entre la mitad y un tercio de las plantas, en comparación con los bosques húmedos. Aquí sobresalen especies como la ceiba (Hura crepitans), el trupillo (Prosopis julliflora), el aromo (Acacia tortuosa), el brasil (Haematoxylon brasiletto), el dividivi (Caesalpinia coriaria), el guamacho (Pereskia guamacho), el candelabro (Subpilocereus russellianus), la tuna (Opuntia wentiana), el carreto (Aspidosperma polyneuron), el resbalamono (Bursera simarouba), y olla de mono (Lecythis minor).
Entre las especies de plantas siempre verdes del bosque húmedo tropical se encuentra gran variedad de epífitas como musgos, bromelias, aráceas y orquídeas. También se destacan la palma de vino (Sheelea magdalenica), la palma amarga (Sabal mauritiiformis), la iraca (Caludovica palmata), la bejucosa (Desmoncus sp.), el caracolí (Anacardium excelsum), el guáimaro (Brosimun alicastrum), el macondo o bonga (Cavanillesia platanifolia), el caney (Aspidosperma megalocarpus), la ariza (Brownea ariza) y el higuerón (Ficus sp.).
Para el bosque nublado, las especies que se destacan son el guarumo (Cecropia peltata), el cafecillo (Senna occidentalis), la majagua blanca (Heliocarpus americanus), el aguacate (Persea americana), el guacharaco (Nectandra reticulata) y el guáimaro (Brosimum sp.), entre otras.
Sin contar las cuarenta especies de murciélagos, en total, se reportan para el parque alrededor de 59 especies de mamíferos, entre los que se destacan el mono nocturno (Aotus lemurinus), el mico maicero (Cebus albifrons), el mico tití (Saguinus oedipus), el perezoso de tres dedos (Bradypus variegatus), el armadillo (Dasypus novemcinctus), el venado colorado (Mazama americana), el venado gris(Mazama gouazoubira), el jaguar (Panthera onca), el ocelote (Leopardus pardalis), el oso hormiguero (Myrmecophaga tridactyla), así como cinco especies mamíferos marinos.
Se reportan 396 especies de aves, entre ellas, el tinamú chico (Cripturellus soui), la garcita del ganado (Bubulcus ibis), el buitre rey (Sarcoramphus papa), el águila barrada (Buteo nitidus), el gavilán caminero (Buteo magnirostirs), el cernícalo (Falco sparverius), el halcón garrapatero (Milvago chimachima) y la torcaza morada (Columba cayannensis).
Entre los reptiles se encuentran cuatro especies de tortugas marinas (Caretta caretta, Chelonia mydas, Eretmochelys imbricata y Dermochelys coriacea), la iguana (Iguana iguana), las serpientes (Boa constrictor) y talla X (Bothrops asper), por citar algunos. Recientemente, se ha reportado la presencia del caimán aguja, siendo la del Parque Nacional Natural Tayrona una de las pocas poblaciones presentes en el Caribe colombiano.
Entre los anfibios se cuentan especies endémicas que pertenecen a la región biogeográfica de la Sierra Nevada de Santa Marta, ampliando su distribución al Parque Nacional Natural Tayrona. También se encuentran otras especies de anfibios típicas de las tierras bajas del Caribe.
Es notable la diversidad de especies marinas del parque, representada en moluscos, crustáceos, algas y corales, entre otras.