Đa dạng sinh học của Điện Biên hình thành trên ba hệ sinh thái chính gồm: Hệ sinh thái rừng, hệ sinh thái khu dân cư - nông nghiệp và hệ sinh thái thủy vực. Trong đó, hệ sinh thái rừng giữ vai trò trung tâm, là nơi lưu giữ phần lớn nguồn gen quý hiếm và quyết định tính ổn định của toàn bộ cấu trúc sinh thái. Sự phong phú thể hiện rõ qua hệ thực vật với 41 loài quý hiếm được ghi trong Sách đỏ Việt Nam (2007), Danh lục đỏ - IUCN và Nghị định 32/2006 NĐ-CP. Đây là những loài có giá trị cao về khoa học và kinh tế như: Pơ mu, nghiến, lát hoa, hoàng liên, lan kim tuyến hay trọng lâu nhiều lá... Rừng Điện Biên đa dạng loài và nguồn gen thực vật. Hiện toàn tỉnh có 5 trong số 6 ngành thực vật bậc cao của hệ thực vật Việt Nam, với tổng số 1.923 loài thuộc 780 chi và 196 họ.

Không chỉ hệ thực vật, hệ động vật rừng trên địa bàn Điện Biên khá phong phú, đa dạng. Toàn tỉnh ghi nhận 55 loài thú, trong đó nhiều loài vừa có trong Sách đỏ Việt Nam 2007 vừa có trong Nghị định 32/2006 như: Khỉ mặt đỏ, voọc xám, vượn má trắng, tê tê vàng, báo hoa mai... 188 loài chim, trong đó 12 loài đang lưu giữ nguồn gen quý hiếm như: Niệc cổ hung, gà tiền mặt vàng, gà lôi trắng, hồng hoàng, đuôi cụt nâu... Cùng đó, hệ động vật rừng có 38 loài bò sát và 14 loài ếch nhái như: Rùa hộp trán vàng, rùa đầu to, rắn bồng chì, rồng đất. Những con số này cho thấy hệ sinh thái không chỉ phong phú về số lượng mà còn đa dạng về thành phần loài và nguồn gen.

Trong khi đó, hệ sinh thái thủy vực ở Điện Biên với 174 loài thực vật nổi, 79 loài động vật nổi, 101 loài động vật đáy và 175 loài cá. Nguồn tài nguyên thực vật không chỉ phong phú về số lượng mà còn đa dạng về công dụng. Toàn tỉnh có 1.923 loài thực vật bậc cao có mạch, trong đó nhóm cây làm thuốc chiếm tỷ lệ cao nhất với 384 loài (19,96%), tiếp đến là cây cho gỗ với 279 loài (14,51%), cùng nhiều nhóm cây cung cấp thực phẩm, tinh dầu, sợi và nguyên liệu sản xuất. Đây là nguồn tài nguyên quý giá, gắn bó mật thiết với đời sống người dân, đặc biệt là đồng bào dân tộc thiểu số.

Sự phong phú và đa dạng của các hệ sinh thái đã tạo nên “kho báu” tài nguyên sinh học vô cùng quý giá cho Điện Biên, không chỉ có ý nghĩa về mặt khoa học mà còn mang lại giá trị thiết thực trong phát triển kinh tế, nâng cao sinh kế cho người dân. Tuy nhiên, trước những tác động ngày càng gia tăng của biến đổi khí hậu và hoạt động khai thác thiếu bền vững, hệ sinh thái đang đứng trước nhiều thách thức. Vì vậy, việc bảo tồn, phục hồi và sử dụng hợp lý nguồn tài nguyên thiên nhiên cần được đặt ở vị trí trung tâm, nhằm giữ gìn sự cân bằng sinh thái và đảm bảo phát triển bền vững lâu dài.

Một trong những nguyên nhân trực tiếp và rõ rệt nhất là tình trạng mất rừng. Giai đoạn 2020 đến nay, số vụ vi phạm Luật Lâm nghiệp tăng từ khoảng 180 - 260 vụ mỗi năm; diện tích rừng bị mất do chặt phá và khai thác trái phép tăng từ khoảng 60 - 80ha lên tới 110 - 130ha. Biểu hiện rõ rệt của quá trình suy thoái rừng là sự gia tăng hệ sinh thái thứ sinh, như trảng cây bụi, tre nứa và trảng cỏ. Dù hệ sinh thái trảng cây bụi ghi nhận tới 405 loài, trảng cỏ với 259 loài, cho thấy mức độ đa dạng nhất định, nhưng đây thực chất là kết quả hình thành sau các đợt cháy rừng, khai thác quá mức, tình trạng đốt nương.

Tình trạng gia tăng dân số và đô thị hóa nhanh gây áp lực lớn lên tài nguyên sinh học. Nhu cầu đất ở, sản xuất tăng khiến rừng tự nhiên thu hẹp, đa dạng sinh học suy giảm; hoạt động khai thác, làm nương, săn bắt trái phép cũng làm trầm trọng thêm tình trạng suy giảm hệ sinh thái. Đơn cử, những năm trước ở nhóm cây cho gỗ và sản phẩm thuộc gỗ có tới 279 loài (đinh, đinh vàng, lim xanh, sến, táu mật...) chiếm tỷ lệ 14,51% so với tổng số loài của hệ thực vật. Song hiện nay do tình trạng khai thác quá mức nhiều loài cây gỗ đã rơi vào tình trạng nguy cấp, đe dọa bị tuyệt chủng... và đã được cảnh báo trong Sách đỏ Việt Nam.

Đặc biệt, trước giá trị cao của tài nguyên sinh học, nhiều trường hợp vẫn cố tình vi phạm. Cuối năm 2025, Đội Kiểm lâm cơ động và Phòng cháy chữa cháy rừng, Chi cục Kiểm lâm đã quyết định xử phạt vi phạm hành chính đối với ông L.V.N. (bản Tông Khao, xã Thanh Nưa) 7,5 triệu đồng và tịch thu tang vật, phương tiện vi phạm hành chính. Theo đó, qua kiểm tra, lực lượng chức năng phát hiện tại vườn nhà ông N. đang nuôi nhốt 72 cá thể chim cu gáy và chim cu ngói. Tại thời điểm làm việc, ông N. không xuất trình được hồ sơ lâm sản hợp pháp liên quan đến số cá thể chim nêu trên.

Hoạt động nuôi gây nuôi các loài động vật rừng nguy cấp, quý hiếm và thông thường ngày càng gia tăng, tác động không nhỏ đến hệ sinh thái. Toàn tỉnh hiện có 149 cơ sở gây nuôi các loài động vật rừng nguy cấp, quý hiếm và thông thường đang hoạt động, trong đó, có 24 cơ sở gây nuôi các loài động vật rừng nguy cấp, quý hiếm (loài nuôi chủ yếu là cầy vòi mốc, rắn hổ mang một mắt kính, cầy vòi hương, nai); có 119 cơ sở gây nuôi động vật rừng thông thường và 6 cơ sở gây nuôi động vật rừng quý hiếm và thông thường.

Tác động từ hoạt động phát triển công nghiệp và hạ tầng đã làm mất đi không ít diện tích rừng, đồng thời phá vỡ cấu trúc tự nhiên của hệ sinh thái. Những thay đổi này không chỉ ảnh hưởng trực tiếp đến các loài động, thực vật mà còn làm biến đổi môi trường sống, khiến nhiều loài phải di cư hoặc suy giảm số lượng, thậm chí đẩy một số loài đến nguy cơ tuyệt chủng.

Dưới sự tác động tổng hòa các yếu tố trên, xu thế chung của đa dạng sinh học trong tỉnh được dự báo tiếp tục suy thoái nếu không có giải pháp kịp thời và hiệu quả. Sự suy giảm không chỉ diễn ra ở số lượng loài mà còn ở chất lượng hệ sinh thái và tính toàn vẹn của sinh cảnh. Các loài quý hiếm ngày càng bị thu hẹp phạm vi phân bố, nhiều hệ sinh thái bị phân mảnh, khả năng phục hồi tự nhiên suy giảm. Vì vậy, bảo tồn đa dạng sinh học rất cần thiết nhằm bảo tồn hệ sinh thái đặc trưng vùng núi trung bình và cao, cũng như nhiều loài thực vật đặc hữu, quý hiếm không chỉ của riêng tỉnh Điện Biên mà của cả vùng Tây Bắc.