Флористички биодиверзитет Голије гради око 900 врста биљног света, од тога 729 врста васкуларних гљива, 40 врста маховина, 117 врста и варијетета алги. Посебан значај у флори имају ендемичне и реликтне врсте, као и врсте које су постале угрожене. Међу очуваним природним реткостима издваја се реликтна и ендемична дрвенаста врста планинског јавора, који је синоним за флору Голије. Поред јавора, посебан флористички значај има зеленика, као и ендемичне врсте Панчићева бедреница и Адамовићева мајчина душица које имају обележје локалног ендемита и врсте су од међународног значаја за очување биодиверзитета. Ботанички значајна подручја на Голији чине очуване лишћарске и лишћарско-четинарске шуме прашумског типа, као и шуме четинара, посебно субалпијске смрче. Присутан је 51 флорни елеменат.

Највећа површина под буквом налази се на Црном Врху (Бисер Вода). Испод појаса букве налази се појас храста а изнад појаса букве налази се појас мешовитих, буково-јелових и буково-смрчевих шума. Занимљиви су варијетети смрче који неодољиво подсећају на оморику, а два таква примерка расту поред Голијске реке и заштићена су. На Голији постоје три резервата природе који су под заштитом (комплекси мешовитих шума јеле, смрче и букве).

Голија је планински масив велике биолошке разноврсности, односно један од важних европских центара орнитолошке биолошке и генетичке разноврсности. На Голији је до сада забележено 45 врста птица које спадају у групу природних реткости и регистровано је око 90 врста кандидата за Црвену књигу птица Србије, што све указује на велики значај орнитофауне Голије као будућег резервата биосфере за очување биодиверзитета птица. На Голији се налазе ловишта: „Голија“ (32 507 ha) где се лове вук, лисица и зец, „Студеница“ (34 934 ha) где се лове дивља свиња, срна, лисица и вук и „Бисер вода“ (4 500 ha).