天山地区是瓜果之乡。历史上从西域传来的葡萄、苜蓿、胡麻、甜瓜、核桃等均是通过这里传入内地的。托木尔峰南部的温宿县仅果树种类就有10多种，主要有苹果、核桃、葡萄、桃、杏、梨、沙枣、樱桃、楸子、红枣等，尤以苹果、核桃、杏，品种最为繁多。
新疆天山共有野生动植物余种，各类珍稀濒危动植物近种，包括雪豹、暗腹雪鸡、高山兀鹫、小叶白蜡、新疆郁金香等。托木尔峰保护区内高等植物种，隶属60科属。真菌种；地衣19种；不完全地衣2种。野生动物主要包括陆栖脊椎动物77种，隶属13目28科73属；昆虫余种。其中国家一级重点保护动物5种包括雪豹、北山羊、金雕、玉带海雕、胡兀鹫。
截至年，西天山国家级自然保护区统计已发现高等植物分属70科属种。已被列入《国家重点保护植物名录》的有新疆野苹果、野杏、阿魏、紫草、雪莲、黄芪、牡丹等10余种。保护区内野生动物资源也很丰富，有陆栖脊椎动物种，其中两栖纲3种，爬行纲7种，鸟纲种，哺乳纲35种。其中国家一级保护动物有黑鹳、金雕、白肩雕、雪豹、北山羊5种，国家二级保护动物有棕熊、马鹿、盘羊、高山雪鸡等19种。保护区内有昆虫25目科种；大型真菌20科55属90种。
天山地区也是优良牧草的基因库，已发现的禾木科植物就达55种，其中很多羊茅、草地早熟禾、垂穗披碱草、西伯利亚三芒草、沙生针茅、野燕麦、野黑麦等，还有豆科的野生紫花苜蓿、草木樨等。天山雪莲，又名叫“雪荷花”，当地维吾尔语称其为“塔格依力斯”。属菊科凤毛菊属多年生草本植物。它是新疆特有的珍奇名贵中草药；生长于天山山脉海拔米左右的悬崖陡壁之上。人们奉雪莲为“百草之王”、“药中极品”。
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