Omaña forma parte de la Reserva de la Biosfera de los valles de Omaña y Luna. Parte de la comarca ha sido declarada como Lugar de Importancia Comunitaria, Espacio Natural y ZEPA (Zona de Especial Protección para las Aves).

En las cotas más altas se da la vegetación típica de matorral, abundando los piornos (escobas) y urces o brezos. Este tipo de vegetación tiende a ocupar las tierras centenales abandonadas. También son características de la zona las praderas de alta montaña (brañas) tradicionalmente dedicadas a los pastos. Los rebollos (Quercus pyrenaica) cubren grandes extensiones de terreno. En la zona de fondo valle abundan los chopos, negrillos y alisos. También son característicos de la comarca los abedulares.

Entre las especies animales se pueden mencionar los corzos, jabalíes, las águilas reales y halcones peregrinos, especies singulares como el lobo ibérico, el desmán ibérico, el alcaudón dorsirrojo y la perdiz pardilla, y especies endémicas de la montaña noroccidental, como la liebre de piornal. La trucha común abunda en el Omaña y también se encuentra en sus afluentes. Omaña es parte del territorio de dos importantes especies amenazadas: el oso pardo y el urogallo cantábrico. Aunque grandes extensiones de la comarca constituyen un hábitat idóneo para los urogallos, la construcción de parques eólicos es considerada como una importante amenaza para la recuperación de esta especie en la zona.

Foto: el urogallo cantábrico, una especia amenazada en Omaña y Valdesamario.