Circa il 40% del territorio è coperto di foreste, dove crescono soprattutto querce, faggi, aceri, cipressi, cedri e pini. Tra le piante endemiche si citano inoltre l'alloro, l'azalea, il rododendro e il mirtillo.

Già habitat di mammiferi quali il bisonte e l'alce, il Kentucky ha ora una fauna selvatica composta soprattutto da animali di minori dimensioni, come la volpe, il topo muschiato, l'opossum, il coniglio, lo scoiattolo e il cervo. La principale rotta di migrazione degli uccelli interessa la parte occidentale dello stato e le numerose specie presenti variano dal piccolo scricciolo all'aquila. Le acque del Kentucky sono popolate da più di cento specie di pesci; tra i più comuni vi sono il pesce persico e il pesce gatto. Nello stato vivono inoltre rettili quali il serpente a sonagli, il serpente testa di rame, la tartaruga e la lucertola.