Mozaikowy charakter utworów skalnych i gleb, położenie geograficzne (w zasięgu wszystkich rodzimych gatunków lasotwórczych), specyficzne warunki klimatyczne (surowsze niż otaczających terenów), układ pasm górskich, a także uwarunkowania historyczne, to wszystko wpłynęło na obecny stan szaty roślinnej Puszczy Świętokrzyskiej.

Powierzchniowo dominują tu siedliska Lasu mieszanego wyżynnego oraz lasu wyżynnego, których powierzchnię zajmują głównie sosna i jodła. Kilkuprocentowe udział mają dąb, buk i brzoza. Na siedliskach borów i borów mieszanych (wyżynnych i nizinnych) dominuje sosna z bogatymi podrostami i dolnymi piętrami jodłowymi.

Część lasów Nadleśnictwa Kielce znajduje się w granicach administracyjnych miasta lub w bezpośrednim ich sąsiedztwie, stąd często są nazywane „zielonymi płucami" dla Kielc.

Szata roślinna bogata jest w gatunki chronione, na terenie nadleśnictwa jest ich kilkadziesiąt. Swoje stanowiska ma tu Wawrzynek wilczełyko, Storczyk szerokolistny, Rosiczka okrągłolistna, Lilia złotogłów, Listera jajowata, Konwalia majowa, Kokoryczka okółkowa.

Na terenie Nadleśnictwa występuje 11 gatunków chronionych owadów i mięczaków, wśród nich Mieniak tęcznik, Paź królowej, Czerwończyk nieparek, 5 gatunków gadów: Jaszczurka zwinka, Jaszczurka żyworodna, Padalec zwyczajny, Zaskroniec zwyczajny, Żmija zygzakowata.

Spośród ptaków wyodrębniono 155 gatunków chronionych lęgowych, przelotnych lub zalatujących. Występuje u nas Bocian czarny, Żurawie, Dzięcioł białoszyi, Cietrzew, Zimorodek.

Ssaki reprezentowane są głównie przez ssaki łowne: sarny, jelenie, dziki, ale również liczne gatunki chronione: Jeż wschodni, Bóbr europejski, Ryjówka aksamitna, Nocek duży, Karlik malutki, Wydra, Gronostaj.

Lasy Nadleśnictwa stanowią atrakcyjny komponent krajobrazu województwa świętokrzyskiego, a w celu ochrony cennych elementów przyrody ożywionej i nieożywionej na terenie Nadleśnictwa powołano różne rodzaje form ochrony przyrody: rezerwaty, parki krajobrazowe, obszary chronionego krajobrazu, pomniki przyrody, obszary Natura 2000.