На территории парка находятся многочисленные реки, текущие через горные долины, а также озёра ледникового происхождения. Наиболее живописны — река Танана (приток реки Юкон) и озёра Вондер и Чильчукабена.

Флора парка представляет собой сочетание североамериканских и азиатских видов. Объясняется это тем, что в начале четвертичного периода Северная Америка неоднократно соединялась с Азией и вместо Берингова пролива был перешеек, благодаря которому происходил обмен растительными и животными видами. Общее число видов растений в парке — около 650, включая разнообразные мхи, лишайники, грибы и водоросли. Южные и северные склоны Аляскинского хребта покрыты хвойными лесами. Встречаются листопадные деревья — берёза японская (Betula japonica), тополь канадский (Populus canadensis), ольха (Alnus). На открытых пространствах растут вереск, осоки, злаки, а также мхи и лишайники. Среди красивоцветущих трав в парке растут некоторые виды гиацинтоидеса (Hyacinthoides), горечавки (Gentiana), золотарника (Solidago), кипрея (Epilobium), люпина (Lupinus).

Млекопитающих в парке насчитывается 39 видов. Денали хорошо известен большой популяцией гризли и чёрного медведя. Широко распространены такие животные, как лоси (некоторые экземпляры которых достигают в парке веса в 500 кг), олени карибу, бараны Дала, волки, белки, лисы, бобры. Единственный представитель амфибий на Аляске — обитающая в Денали древесная лягушка длиной около 6 см; её печень вырабатывает глюкозу, что предотвращает замерзание клеток её организма при отрицательных температурах; в течение зимы лягушка не дышит и её сердце не бьётся, но весной она оживает.