położony w strefie przejściowej między suchym stepem argentyńskiej Patagonii a umiarkowanymi południowymi lasami bukowymi chilijskiej Patagonii, Parque Patagonia obejmuje układ ekosystemów, w tym użytki zielone, lasy łęgowe i tereny podmokłe.
suche stepowe łąki argentyńskiej Patagonii charakteryzują się minimalnymi opadami deszczu, zimnymi, suchymi wiatrami i piaszczystą glebą.Góry andyjskie blokują wilgoć płynącą na zachód, tworząc ten suchy obszar.Wiele roślin było w stanie przystosować się do tego trudnego środowiska, w tym krzewy takie jak calafate, quilembay i yaoyín oraz trawy kępkowe,takie jak flechilla i coirón poa. Te łąki wspierają odporne zwierzęta, takie jak sowa, Lis szary,tuco-tuco, mara, pancerniki, różne gatunki orła i Jastrzębia oraz drapieżniki zwarciowe, takie jak puma.Szeroka gama zwierząt rozwija się na bardziej nadających się do zamieszkania obrzeżach pustyni i wokół efemerycznych jezior utworzonych z Andów, gdzie mogą rosnąć drzewa i bardziej pożywne wodne trawy.
poruszając się na zachód i wspinając się po pionowym gradiencie Andów, flora i fauna parku ulegają znacznym zmianom.Krajobraz zaczyna przekształcać się w lasy, na które składają się głównie trzy gatunki buka południowego (Nothofagus): lenga, Nire i coiue. Tutaj opady deszczu mogą być bardzo wysokie, generując gęste lasy, pełne składników odżywczych z dużej ściółki liściowej. Lasy te są gospodarzem 370 gatunków roślin naczyniowych, które są niezbędne do przetrwania otaczającej fauny.Niektóre znaczące Ssaki to zagrożony jeleń huemul, puma, Lis czerwony i różne gatunki nietoperzy. Lasy Parque Patagonia zawierają również dużą różnorodność gatunków ptaków, w tym Kondor andyjski, dzięcioł Magellański, Kaczka Okularowa, łabędź czarny,Sowa pigmejska, ibis czarnogłowy, Flaming chilijski, Austral negrito, Czajka Południowa oraz szereg płazów i gadów.
w całej Patagonii, guanaco, duży Wielbłąd, który jest dzikim krewnym Lamy, jest najbardziej obfity herbivore.It żywi się 75% wszystkich gatunków roślin w stepie Patagońskim.Guanaco działa jako gatunek zwrotny: zapobiega dominacji gatunków traw, działa jako rozpraszacz i rozmnaża się, a także charakteryzuje się wysokim tempem reprodukcji, dostarczając pożywienia lokalnym mięsożercom, zwłaszcza pumom.
chociaż park leży po wschodniej stronie Andów, jego zasilane lodowcem strumienie i rzeki płyną w kierunku Oceanu Spokojnego.Ich turkusowo-niebieska woda jest domem dla znacznych populacji rodzimych ryb, takich jak okoń(Percichthys trucha), pejerrey patagonico (Patagonina hatcheri) i puyen. W okolicy wprowadzono łososia atlantyckiego,a także pstrąga potokowego, brunatnego i pstrąga.