Ульяновская область лежит в зоне лесостепи. В почвенном покрове преобладают чернозёмы. Лесопокрытая площадь составляет четверть территории области; наиболее крупные массивы смешанных лесов сосредоточены на северо-западе (крупные массивы дубовых лесов с участием липы, клёна); в Заволжье сохранились сосновые боры.
На территории области распространены смешанные и сосновые леса, переходящие в ковыльно-разнотравные степи на черноземах.
Видовой состав растений богаче и разнообразнее по сравнению с соседними регионами Поволжья и насчитывает 1465 видов. С территории Ульяновской области в 20 веке описаны 5 новых для науки видов растений - льнянка волжская, ветреничка Коржинского, гвоздика волжская, лютик Шенникова и также манжетка тощая. В Красную книгу Ульяновской области занесено 436 видов, среди них: реликтовые: шаровница крапчатая, болотный мирт, сальвиния плавающая; эндемики: рябчик русский, копеечник Разумовского, левкой душистый. В целом в Ульяновской области насчитывается 37 видов реликтов (2,5 % от всей флоры). Только на Ундоровских горах встречается лесной реликт ветреничка (ветреница) алтайская, известная в Среднем Поволжье, Жигулях и под Пензой.
Степная растительность сохранилась на небольших водораздельных участках, склонах балок и оврагов.
Животный мир.
Из животных встречаются лось, куница, белка, заяц-беляк, кабан, волк и др.; пресмыкающиеся: ящерицы, уж, гадюка и др.; многочисленны водоплавающие и болотно-береговые птицы. В Куйбышевском водохранилище обитают лещ, судак, сазан и другие виды промысловых рыб.
По территории области проходит южная граница распространения бурого медведя, северные границы ареалов малой белозубки, корсака и обыкновенного слепыша. Волга служит естественной восточной границей обитания каменной куницы, сони-полчка, крапчатого суслика, а также западным рубежом для хомячка Эверсмана и рыжеватого суслика. Из других стран или отдалённых регионов России в область были завезены: ондатра, енотовидная собака, американская норка, благородные олени.
В Ульяновской области в последние годы активно изучаются насекомые. В конце двадцатого века ульяновскими энтомологами с территории области описаны 6 новых для науки видов жуков и 4 вида бабочек.
Из птиц в список редких занесено 68 видов. На территории Ульяновской области расположена крупнейшая в европейской части России популяция орлов-могильников. Место их обитания на юге области описано как ключевая орнитологическая территория (КОТР) международного ранга.
Полезные ископаемые.
Область богата минеральными и сырьевыми ресурсами. Основные природные ресурсы – нефть, стекольное, цементное, кремнистое и карбонатное сырье, а также сырье для грубой керамики, минеральная вода.
Также в области выявлено и разведано 493 месторождения торфа с запасами 33,2 млн т.
Особое место занимают минеральные источники, используемые в лечебных целях. На Волжском склоне у с. Ундоры в оврагах открыто 13 минеральных источников с маломинерализованной гидрокарбонатносульфатной кальциево-магниевой водой. “Волжанка” содержит также органические вещества, серебро, медь, железо и применяется для лечения желудочно-кишечных заболеваний в санаториях и лечебницах Ундоровской курортной зоны. Используется также минеральная вода “Симбирская” сульфатного состава из скважин (Цильна, Ундоры, территория Ульяновского завода тяжелых и уникальных станков). Радоновые воды с содержанием радиоактивного газа (радон) открыты в Новоспасском районе и селах Марьевка и Банкет.