Le relief accidenté de Cilaos préserve de remarquables habitats naturels et colonies d'oiseaux (oiseaux marins, salangane, hirondelles, oiseaux forestiers) et de chauve souris.
Un étagement de la végétation selon l'altitude mais également selon des conditions écologiques locales (nébulosité entre rempart Ouest et Est, nature du sol, topographie, …) remarquable au sein de ce cirque.
Les formations végétales semi-sèches subsistent dans les parties basses et centrales du cirque (Bras des Etangs, Bras Rouge et Bras Benjoin). Au Nord, elles peuvent remonter jusqu'à 1200, voire 1500 m d'alt. (Cascade de Bras Rouge, la Chapelle, sentier menant à l'Îlet des Trois Salazes), situation exceptionnelle car en principe cette formation n'est pas présente au dessus de 700 m !
La forêt de transition de moyenne altitude particulièrement étendue au Nord du Cirque de Cilaos, au pied du massif du Piton des Neiges, aux lieux dits Matarum et Mare à Joseph.
La forêt humide de montagne ou forêt de bois de couleur des Hauts est présente entre 1300 et 2000 m. Elle s'étend sur une grande partie des versants nord du Cirque : remparts du massif du Piton des Neiges (depuis le Bonnet de Prêtre jusqu'au pied du Col du Taïbit) et la forêt du Tapcal.
La forêt à Tamarin des Hauts présents sous îlots forestiers au niveau de replats sur les versants du cirque situés entre 1700 et 1900 m d'altitude : Plateau du Petit Matarum, Forêt du Tapcal et au-dessus de l'Îlet des Salazes sur le plateau de Cap Bouteille.
Les formations végétales d'altitude s'étendent sur le Plateau des Trois Salazes jusqu'au Piton des Neiges ainsi que sur les remparts au-dessus de 2000 m d'altitude.
Le cirque de Cilaos est également marqué par des plantations d'essences de reboisements et de protection des sols. D'importants reboisements ont été réalisés en 1948 pour répondre aux impératifs de défense et de restauration des sols. Ces reboisements sont aujourd'hui essentiellement constitués de Filaos. En parallèle de la production d'essence dont le Cryptoméria qui a été retenu a été réalisé et représente aujourd'hui 95 ha dont principalement à la Mare à Joseph.
Cilaos présente également quelques zones humides ou mares de richesse écologique variable mais bien souvent modeste avec un intérêt floristique limité et faunistique élevé (Mare à Joncs, Mare du Boulodrome et Mare Guillaume (ou CALTEX).