Flora. El gran aislamiento determinado por la geografía confiere al valle de Liébana unas especiales características naturales, entre las que destaca su microclima mediterráneo, bastante más seco que el clima propio del resto de Cantabria. Por esa razón Liébana tiene una variedad vegetal excepcional, en la que conviven los típicos bosques atlánticos (hayedos, robledales y abedulares) con encinares y alcornocales mediterráneos, así como el enebro de la Miera. El alcornocal de Tolibes es uno de los ejemplos de este bosque, que en Cantabria sólo aparece en Liébana. En el ‘corchero’ alcornocal, cuya corteza aún se extrae en periodos de 10 a 12 años, abundan otras especies como serbales domésticos, madroños o bortos, brezos cantábricos, tomillos salseros... Diversas especies de orquídeas se encuentran en las praderías que lo rodean. En las laderas de umbría aparecen frondosas autóctonas y coníferas de repoblación. Grandes castaños pueden verse en las laderas del monte Arabedes. Al abrigo de un microclima de rasgos mediterráneos surge en las laderas bajas un paisaje de huertas y frutales, donde sobresalen los cultivos de vid.

Como árboles singulares hay que citar dos: el ciprés de la calle San Pedro, con una altura de 20 metros, un perímetro de 2,6 m y un diámetro de copa de 8; y la ‘cagigona’, un roble sito en el ferial de La Serna, con una altura de 10 m y un perímetro de 2,6 m.

Fauna. Al ser un municipio de pequeña extensión y muy urbanizado, la fauna es escasa, pero por su vegetación se esconden mamíferos como ginetas, comadrejas y musarañas, y aves como el águila culebrera. En este término se encuentran dos lotes de caza mayor de la Reserva Nacional de Saja: Arabedes, y Vallejas y Tolibes.