Через плато Укок проходят пути миграции птиц, поэтому их здесь много. Особенно тех, что живут у воды и в болотах, — уток, гусей, аистов, журавлей, куликов. Поблизости от снегов можно увидеть альпийских куропаток. Распространенные хищные птицы — ястребы, беркуты, коршуны, краснокнижный степной лунь, степной орел и ушастая сова.
Из млекопитающих плоскогорье населяют сурки и зайцы, на которых охотятся хищники разных размеров.
Это снежные барсы, находящиеся под угрозой исчезновения, рыси, манулы, волки, лисицы, хорьки и соболи. Также встречаются медведи. В прошлом на плато обитали алтайские маралы, каменные козлы и горные бараны — об этом свидетельствуют петроглифы. В реках много хариуса, также есть осман и местный вид гольяна. Особой охраной окружены аргали, снежный барс, манул и иногда заходящий сюда дзерен.
Здесь находится один из центров сосредоточения эндемизма животного и растительного мира.
В частности, на территории парка в настоящее время выявлено 16 видов растений и более 30 видов животных, занесенных в Красную книгу Республики Алтай.
Среди растений плато Укок нет высоких деревьев — только на склонах встречаются кустарник и низкорослые ивы. Растительность представлена разнотравьем, особенно богатым у берегов рек и озер. Из редких трав стоит назвать краснокнижный чуйский астрагал, родиолу морозную, алтайский ревень и укокскую живокость. Когда на плоскогорье тепло, можно увидеть красивые цветы, характерные для альпийских лугов.