Abunden les espècies de fauna i flora que es poden trobar en aquest relleu accidentat, replet de contrastos.

Quant a la vegetació, les fagedes són els boscos amb major extensió en Ataun. Entre algunes zones del Dom, en la zona de Marumendi i en la zona que va de Lizarrusti a la muntanya Aitxu, s’arriba a aconseguir el 36% del municipi. En aquests boscos predomina el faig (Fagus sylvatica), encara que també s’alternen els teixos (Teix) i els grèvols (Ilex aquifolium). Atès que gran part d’aquestes fagedes es localitzen en terrenys àcids que proporcionen les pedres sorrenques, es consideren hàbitats d’interès Europeu (fagedes acidòfiles atlàntiques).

Així mateix, l’alzinar cantàbric que es pot trobar tant en els marges del Dom com en algunes zones pròximes, és un hàbitat d’interès Europeu. Aquests boscos dominats per l’alzina (Quercus ilex) no són característics del vessant cantàbric, ja que l’alzinar és una espècie de bosc mediterrani.

A més, també es troben verns, rouredes i boscos mixtos entre zones rurals i zones de major altitud. En ells es troben nombroses espècies herbàcies, arbustives i arbòries: arç blanc (Crataegus monogyna), arç negre (Prunus spinosa), til·la (Tilia platyphyllo), avellaner (Corylus avellana), cirerer (Prunus spinosa), freixe (Fraxo, Excel), etc.

D’altra banda, també és destacable el valor de les pastures, matolls i bruguerars situats tant en la zona muntanyenca com a les valls baixes, on es pot trobar una gran diversitat de flora. Per exemple, són espectaculars els narcisos (Narcissus asturiensis) que creixen en prats d’alta muntanya o les orquídies de prats de sega com Anacamptis pyramidalis.

La diversitat de vertebrats i invertebrats és també important. Pel seu nivell de protecció, els ocells i ratpenats constitueixen els grups més importants. Els cingles del Dom ofereixen una excel·lent protecció per a depredadors i carronyers com l’aufrany (Neophron percnopterus), el mussol real (Bubo bubo), el falcó pelegrí (Falco peregrinus) i el voltor lleonat (Gyps fulvus). D’altra banda, tant en el medi rural com en les proximitats dels rierols és habitual veure espècies com el milà vermell (Milvus milvus), la garsa (Ardea cinerea) o la merla aquàtica (Cinclus cinclus).

També mereixen un esment especial els ratpenats que s’amaguen en les coves d’Ataun, en les escletxes dels cingles i arbres, i en els edificis. De les 27 espècies de ratpenats existents al País Basc, almenys 16 espècies es poden trobar en diferents èpoques de l’any en Ataun. Els més coneguts són el gran ratpenat de ferradura de les coves (Rhinolophus ferrumequinum) i el petit (Rhinolophus hipposideros), però també es pot trobar el ratpenat de bosc (Barbastella barbastellus) que es troba en perill d’extinció i que habita en els frondosos boscos d’Ataun.

El riu Agauntza que travessa la localitat és un lloc de gran valor per a la biodiversitat. Pel fet que en les últimes dècades s’han perdut les poblacions de visó europeu (Mustela lutreola) i l’almesquera (Galemys pyrenaicus), la protecció i millora del riu és clau tant per a la recuperació d’aquestes espècies com per a la protecció d’altres éssers vius associats a aquests hàbitats com la truita (Salm trutta).