Область расположена в лесной зоне. Леса занимают 40% территории, в основном хвойные (сосновые, еловые), лиственные и реже пихтово-еловые. На севере расположены осиново-березовые и сосновые леса, в центральной части - лесостепь, на юге - разнотравно-злаковая степь. Большое разнообразие растительного и животного мира. В Челябинской области находится Ильменский государственный заповедник. Расположен на восточных склонах Южного Урала, Ильменского хребта в районе города Миасс. Если Урал называют кладовой земных богатств, то Ильмены – самая богатая его шкатулка. На всей земле, пожалуй, не найдешь подобного изобилия минералов – почти вся система элементов Менделеева. Не случайно в музее заповедника так много экспонатов с местными именами – ильменит, ушковит, самарски - все они найдены в Ильмен-тау, всего более 30. Из них более десятка встречаются лишь здесь. В заповеднике более 800 видов растений. Среди них немало реликтовых, дошедших до нас с ледникового периода. Богат и животный мир Ильмен: 50 видов млекопитающих, 200 – пернатых, 14 видов рыб. Многочисленны и местные колонии бобров и ондатры. В заповеднике обитают все представители уральской фауны: медведь, волк, рысь, косуля, лось, кабан и завезенный с Дальнего Востока пятнистый олень. Основные реки Челябинской области - Урал, Миасс, Белая. В межгорных понижениях много озер, в том числе крупных: Увильды, Тургояк, Большие Касли, Чебаркуль. На территории области национальные парки Зараткуль, Таганай, Ильменский заповедник.