Der Parque Patagonia liegt in der Übergangszone zwischen der trockenen Steppe des argentinischen Patagoniens und den gemäßigten südlichen Buchenwäldern des chilenischen Patagoniens und umfasst eine Reihe von Ökosystemen, darunter Grünland, Auwald und Feuchtgebiet.
Die trockenen Steppenrasen des argentinischen Patagonien zeichnen sich durch minimale Niederschläge, kalte, trockene Winde und sandigen Boden aus.Die Anden blockieren Feuchtigkeit fließt nach Westen, die Schaffung dieser Trockengebiet Region.Eine Reihe von Pflanzen konnten sich an diese raue Umgebung anpassen, darunter Sträucher wie Calafate, Quilembay und Yaoyín sowie Büschelgräser wie Flechilla und Coirón poa. Diese Wiesen unterstützen robuste Tiere wie die grabende Eule, der Graufuchs,Tuco-Tuco, Mara, Gürteltiere, verschiedene Adler- und Falkenarten, und Keystone-Raubtiere wie der Puma.Eine breite Palette von Tieren gedeiht in den bewohnbareren Außenbezirken der Wüste und um kurzlebige Seen, die aus dem Anden-Abfluss gebildet werden, wo Bäume und nahrhaftere wässrige Gräser wachsen können.
Wenn man sich nach Westen bewegt und die vertikale Steigung der Anden erklimmt, verändert sich die Flora und Fauna des Parks erheblich.Die Landschaft beginnt sich in Wälder zu verwandeln, die hauptsächlich aus drei Arten der südlichen Buche (Nothofagus) bestehen: Lenga, Ñire und Coiue. Hier kann der Niederschlag sehr hoch sein und dichte Wälder voller Nährstoffe erzeugenaus hoher Laubstreu. Diese Wälder beherbergen 370 Gefäßpflanzengattungen, die für das Überleben der umgebenden Fauna von entscheidender Bedeutung sind.Einige bedeutende Säugetiere sind die vom Aussterben bedrohten Huemul-Hirsche, Puma, Rotfuchs, und verschiedene Fledermausarten. Die Wälder des Parque Patagonia beherbergen auch eine große Vielfalt an Vogelarten, darunter den Andenkondor, den Magellanspecht, die Brillenente, den Schwarzhalsschwan, den Zwergkauz, den schwarzgesichtigen Ibis, den chilenischen Flamingo, den Austral Negrito, den südlichen Kiebitz und eine Reihe von Amphibien und Reptilien.
In ganz Patagonien ist der Guanaco,ein großer Kamelide, der ein wilder Verwandter des Lamas ist, am häufigsten anzutreffen herbivore.It ernährt sich von 75% aller Pflanzenarten in der patagonischen Steppe.Der Guanaco fungiert als Schlüsselart: es verhindert die Dominanz von Grasarten, wirkt als Dispergator unddüngt und hat hohe Fortpflanzungsraten, die Nahrung für lokale Fleischfresser, insbesondere Pumas, liefern.
Obwohl der Park auf der Ostseite der Anden liegt, fließen seine von Gletschern gespeisten Bäche und Flüsse in Richtung Pazifik.Ihr türkisblaues Wasser ist die Heimat erheblicher Populationen einheimischer Fische wie Barsch (Percichthys trucha), Pejerrey patagonico (Patagonina hatcheri) und Puyen. Atlantischer Lachs, sowie Bach, Braun, Undregenbogenforelle, wurden in das Gebiet eingeführt.