In der Maremma findet sich eine Vielzahl an Vegetationsformen: Von der Düne des Strandes mit Stranddistel (Eryngium martimum), Dünen-Trichternarzisse (Pancratium maritimum), Strandhafer (Ammophila arenaria), Stechwacholder (Juniperus oxycedrus) bis zu dem von menschenhand gepflanztem Pinienwald, der sich fast den gesamten Küstenstreifen der Maremma entlang erstreckt. In seinem Unterwuchs findet sich die typische mediterrane Macchia Vegetation wie: Rosmarin (Rosmarinus officinalis), Myrte (myrtus communis), Stechender Spargel (Asparagus acutifolius), Stechwinde (Smilax aspera).
Dann die Restgebiete des ehemaligen Sumpfgebietes, das der Maremma seinen Namen gab: Maremma – terra amara – bitteres Land. Bis in die 50er Jahre war die Maremma Malariagebiet und wurde von der Bevölkerung in den Sommermonaten, wenn möglich gemieden. Heute sind die Ebenen, bis auf kleine Restgebiete – Daccia Botrona bei Castiglione della Pescaia – Ombrone Mündung – Lago di Burano – trocken gelegt und werden als fruchtbares Ackerland genutzt. Das folgende Hügelland ist ein Mosaik aus Feldern, Weiden, Weinbergen, Olivenhainen, Macchia und Waldstücken immerwieder durchzogen von Hecken aus Erdbeerbaum (Arbutus unedo), Christusdorn (Paliurus spina-christi), Ginster (Spartium junceum) und Mastixsträuchern (Pistacia lentiscus). Vorherrschende Baumarten sind die immergrüne Steineiche (Quercus ilex) und Korkeiche (Quercus suber), aber auch laubabwerfende Bäume wie Flaumeiche (Quercus pubescens), Blumenesche (Fraxinus ornus), Judasbaum (Cercis siliquastrum). In der Macchia finden sich : Rosmarin (Rosmarinus officinalis), verschiedene Zistrosen (Cistus), Baumheide (Erica arborea), Mäusedorn (Ruscus aculeatus), immergrüner Schneeball (Viburnum tinus).

Aufsteigend zum Amiata-Berg (1.738 m) wird die immergrüne mediterrane Vegetation langsam von Kastanienwäldern und noch höher aufsteigend von Buchenwäldern abgelöst. Hier liegt im Winter regelmäßig Schnee und an den Nordhängen finden sich einige Skilifte.

Die Maremma ist nicht nur ein interessantes Gebiet der mediterranen Flora, auch die Fauna ist reich an verschiedenen Wildtierarten. Das Symboltier der Maremma ist das Wildschwein. Das Symboltier des “Poggio della Spinosa” ist das Stachelschwein – italienisch: istrice – maremmanisch: spinosa. Die Maremma ist eine der wenigen Gegenden, in denen das Stachelschwein noch wildlebend vorkommt. Weitere Säugetiere, die vorallem in den teilweise sehr großen Wald- und Macchiastücken leben sind: Damwild, Rehwild, Fuchs, Hase, Stein- und Baummarder, Dachs, Igel, Siebenschläfer, Haselmaus, Etruskerspitzmaus, Wildkatzen etc. In den letzten Jahren wurde auch immerwieder von der Präsenz des Wolfes berichtet.