Σαν ένα καταπράσινο πλατανόφυλλο στο νερό, η Λέσβος της λαϊκής παράδοσης και των μεγάλων μορφών του ελληνικού πνεύματος φιλοξενεί έναν πλούτο από διαφορετικούς βιότοπους μέσα στους οποίους ζουν πολλά σπάνια είδη της χλωρίδας και της πανίδας. Η Λέσβος είναι το τρίτο μεγαλύτερο νησί της Ελλάδας, μετά τη Κρήτη και την Εύβοια, με έκταση 1.636 τ.χλμ. και ακτογραμμή που φτάνει τα 381 χλμ. Το μήκος της είναι περίπου 70 χλμ. και το πλάτος της 40 χλμ. Βρίσκεται στο Βορειοανατολικό Αιγαίο, μόλις 5 ναυτικά μίλια από τις ακτές της Τουρκίας, ακριβώς στην είσοδο του Κόλπου του Αδραμυττίου. Πρόκειται για ένα σχετικά ημιορεινό νησί με συνεχείς διαδοχικούς λόφους. Οι μεγαλύτεροι ορεινοί όγκοι της Λέσβου είναι ο Όλυμπος (968 μ.) στα νότια, ο Λεπέτυμνος (969 μ.) στα βόρεια και ο Αι-Λιάς (938 μ.) με τον Λίβανο (800 μ.) στα δυτικά. Γεωλογικά διακρίνεται για τα ηφαιστειογενή πετρώματα, ενώ στα κεντρικά και στα νοτιοανατολικά εμφανίζονται ασβεστόλιθοι. Στην έντονη ηφαιστειακή δραστηριότητα του νησιού πριν από εκατομμύρια χρόνια, οφείλεται και η παρουσία του παγκοσμίου φήμης Απολιθωμένου Δάσους στο Σίγρι. Το χαρακτηριστικό σχήμα της Λέσβου δημιουργείται από τους δύο μεγάλους κλειστούς κόλπους στα νότια, τον Κόλπο της Καλλονής (ο αρχαίος Πυρραίων Εύριπος), και τον Κόλπο της Γέρας. Ο πρώτος έχει έκταση 120 τ.χλμ. και ελάχιστο μήκους στομίου 865 μέτρα και ο δεύτερος έχει έκταση 40 τ.χλμ. και ελάχιστο μήκους στομίου 280 μέτρα. Σε όλη την έκταση του νησιού υπάρχουν πολλά μικρά ποτάμια και δεκάδες ρεματιές με σημαντικότερα τον Ευεργέτουλα, τον Τσικνιά, τον Σεδούντα, τον Μυλοπόταμο, την Ποταμιά, τον Βούβαρη, τον Πριόνα, τον Αλμυροπόταμο και τον Τσιχλιώντα. Στις εκβολές των περισσότερων ποταμών σχηματίζονται πανέμορφοι υγρότοποι που απλώνονται διαδοχικά στην ακτογραμμή. Γύρω από την Λέσβο υπάρχουν πολλά μικρά νησιά και βραχονησίδες με σημαντικότερα τον Μπαρμπαλιά, τα Ασπρονήσια, το Μεγαλονήσι, τον Άγιο Γεώργιο, την Παναγία, την Σέδουσα, την Μονόπετρα, τον Πόχη, την Καλλονή, τα Μερσίνια, τον Άγιο Ισίδωρο, τα Παμφύλλια, την Θέρμη και τον Κύδωνα. Το νησί παρουσιάζει δύο διακριτά πρόσωπα, ένα άνυδρο και ένα πυκνόφυτο, που διαμορφώνονται από τις άγονες χορτολιβαδικές εκτάσεις στα δυτικά και από τα πλούσια πευκοδάση και καστανοδάση στα ανατολικά. Οι εναλλαγές του τοπίου δημιουργούν μια σειρά από οικότοπους κάνοντας το νησί μία από τις σημαντικότερες περιοχές για την άγρια ζωή όχι μόνο στη χώρα μας, αλλά και σε ολόκληρη την Ευρώπη. Ξερά τοπία με φρύγανα, ποτάμια με καλαμιώνες, υγρά δάση καστανιάς, παραθαλάσσια έλη, ατέλειωτοι ελαιώνες, λόφοι με διάσπαρτες βελανιδιές, γυμνές κορυφές βουνών, χρυσές αμμουδιές με θίνες, κάθετα βράχια και εύφορες κοιλάδες δημιουργούν ένα μοναδικό για τη χώρα μας μωσαϊκό, όπου η άγρια φύση εμφανίζεται στα καλύτερα της. Εδώ και αρκετά χρόνια η Λέσβος αποτελεί κορυφαίο οικοτουριστικό προορισμό για επιστήμονες, φυσιολάτρες και περιηγητές, από όλο τον κόσμο. Άλλωστε δεν είναι τυχαίο ότι το νησί υπήρξε η πατρίδα του ιδρυτή της Βοτανικής, Θεόφραστου, ενώ εδώ ο Αριστοτέλης έγραψε το περίφημο «Περί ζώων ιστορίας» θεμελιώνοντας την επιστημονική μελέτη της Ζωολογίας.

Το ένα τέταρτο της έκτασης καλύπτεται από ελαιώνες, ενώ τα δάση απλώνονται στο ένα πέμπτο του νησιού. Στα δυτικά και στα βόρεια επικρατούν λόφοι με φρυγανική βλάστηση και λίγα διάσπαρτα δάση από μεγάλες βελανιδιές και πεύκα. Το κύριο είδος πεύκης του νησιού είναι η τραχεία πεύκη και ακολουθεί σε λίγα σημεία η μαύρη πεύκη. Διάσημος είναι ο καστανιώνας του Ολύμπου, γύρω από το χωριό της Αγιάσου, μια μεγάλη έκταση που δημιουργεί ένα μόνιμα υγρό μικροκλίμα μέσα στο οποίο φυτρώνουν πολλά σπάνια είδη της χλωρίδας. Στην Λέσβο εμφανίζονται 7 είδη από βελανιδιές: τσερνοβελανιδιές, πουρνάρια, πλατύφυλλες βελανιδιές, αριές, κηκιδοβελανιδιές, ήμερες βελανιδιές και χνουδοβελανιδιές. Άλλα δέντρα του νησιού είναι τα μαλόκερδα (Juniperus foetidissima), τα αγριόκεδρα, τα θαμνοκυπάρισσα, τα σφενδάμια, οι λεπτοκαρυές, τα πλατάνια, οι αγριελιές, τα φιλλύκια, οι κράταιγοι, οι αγριοκερασιές, οι αγριοκορομηλιές, οι γκορτσιές, οι πικραμυγδαλιές, οι κουτσουπιές, οι λεύκες, οι ιτιές, τα αρμυρίκια, οι κοκκορεβυθιές, οι κρανιές, οι κουμαριές, οι χαρουπιές, οι τσικουδιές, οι φράξοι και οι φτελιές. Από τα θαμνώδη είδη εδώ απαντώνται σχίνα, πικροδάφνες, αφροξυλιές, λαδανιές, γαλατσίδες, αφάνες, ρίγανες, φασκόμηλα, θρούμπια, θυμάρια, μυρτιές, στύρακες και λυγαριές. Σε όλο το νησί υπάρχουν πάνω από 1.500 είδη φυτών. Από αυτά, δύο είναι ενδημικά του νησιού, το Alyssum lesbiacum και το Alyssum xiphocarpum. Η Λέσβος είναι η μοναδική περιοχή της Ευρώπης όπου απαντώνται πολλά είδη της Εγγύς Ανατολής, όπως το περίφημο ροδόδεντρο Rhododendron luteum, το Haplophyllum megalanthum, οι κενταύριες Centaurea bourgaei και Centaurea reuteriana, η τουλίπα Tulipa bithynica, η ορχιδέα Epipactis persica subsp. persica, η Asphodeline brevicaulis, το Allium proponticum, το Heracleum platytaenium, το Tripleurospermum rosellum, το Cerastium fragillimum, το Sedum confertiflorum, η Euphorbia petrophila, το υπερικό Hypericum aviculariifolium subsp. byzantinum, η Nepeta nuda subsp. lydiae, η Ziziphora taurica subsp. cleonioides, η Saxifraga sibirica, το Verbascum antinori και το Verbascum vacillans. Φυτά της Λέσβου που στην χώρα μας απαντώνται μόνο στο Ανατολικό Αιγαίο είναι ο Astragalus lesbiacus, η Asperula nitida subsp. mytilinica, η παιώνια Paeonia mascula subsp. mascula, τα αγριογαρύφαλλα Dianthus anatolicus και Dianthus glutinosus, το Symphytum anatolicum, η Minuartia anatolica, το Allium candargyi, η Ferula tingitana, η Anthemis pseudocotula, η Anthemis aciphylla, η κενταύρια Centaurea urvillei, ο Tragopogon longirostris, η λεβάντα Lavandula pedunculata subsp. cariensis, το Erysimum horizontale, η καμπανούλα Campanula lyrata subsp. lyrata, η Paronychia chionaea subsp. chionaea, η σιληνή Silene urvillei, η Hesperis balansae, το Microsciadium minutum, το Vincetoxicum canescens subsp. pedunculatum, η Herniaria micrantha, η Genista anatolica, ο Lupinus gredensis, ο Melilotus creticus, η Aristolochia hirta, η Inula verbascifolia subsp. heterolepis, το Medicago blancheana subsp. bonarotiana, ο Tetragonolobus conjugatus subsp. requienii, το Trifolium mesogitanum, η Trigonella smyrnaea, ο κρόκος Crocus biflorus subsp. biflorus, η ίριδα Iris suaveolens, η Nepeta italica, οι ορχιδέες Epipactis turcica και Platanthera holmboei, το Galium peplidifolium, το Haplophyllum buxbaumii subsp. buxbaumii, η Scrophularia floribunda, το Verbascum aschersonii, το Verbascum mucronatum, η Veronica grisebachii και η Viola heldreichiana. Άλλα σημαντικά είδη είναι ο γάλανθος Galanthus elwesii, η Cicendia filiformis, η Datisca cannabina, το τσάι Sideritis sipylea, η φριτιλάρια Fritillaria pontica, ο κρίνος Lilium candidum, η παπαρούνα Papaver virchowii, το Tordylium aegaeum, η Anthemis wiedemanniana, οι καμπανούλες Campanula delicatula και Campanula trachelium subsp. athoa, η Rosularia serrata, το λυχνάρι Arum concinnatum, το Helichrysum orientale, η Jurinea consanguinea, ο Scolymus maculatus, η Draba boerhaavii, το Viburnum tinus subsp. tinus, η Arenaria graveolens, η σιληνή Silene squamigera subsp. squamigera, τα κολχικά Colchicum atticum και Colchicum soboliferum, ο Convolvulus scammonia, το Trifolium constantinopolitanum, η Trigonella cariensis, η Corydalis integra, το Ornithogalum boucheanum, η ίριδα Iris orientalis, ο Stachys obliqua, ο Myosurus heldreichii και η Nigella elata. Η Λέσβος είναι σημαντικός ορχιδεότοπος με πολλά είδη από τα οποία ξεχωρίζουν η Anacamptis palustris, η Anacamptis sancta, το Cephalanthera epipactoides, η Epipactis densifolia, το Himantoglossum comperianum, το Himantoglossum jankae, η Dactylorhiza romana, η Listera ovata, η Orchis anatolica, η Orchis purpurea, η Orchis simia, η Serapias cordigera, η Ophrys lesbis, η Ophrys blitopertha, η Ophrys reinholdii, η Ophrys speculum, η Ophrys umbilicata, η Ophrys bucephala και η Ophrys homeri.
 
Η Λέσβος είναι ένας από τους κορυφαίους προορισμούς για ορνιθοπαρατήρηση στην Ευρώπη. Η ορνιθοπανίδα περιλαμβάνει περίπου 320 είδη, αριθμός τεράστιος που οφείλεται στη θέση της νήσου πάνω σε ένα μεγάλο μεταναστευτικό ρεύμα, στην γειτνίαση με την Μικρά Ασία, στους δεκάδες υγρότοπους και στο πλούτο των διαφορετικών οικοτόπων. Στην κορυφή βρίσκονται τρία ασιατικά είδη, ο πευκοτσοπανάκος, το σμυρνοτσίχλονο και ο κήρυλος που απαντώνται μόνο εδώ σε όλη την Ευρώπη. Τα αρπακτικά του νησιού περιλαμβάνουν φιδαετούς, σπιζαετούς, καλαμόκιρκους, σφηκιάρηδες, γερακίνες, αετογερακίνες, διπλοσάινα, ξεφτέρια, πετρίτες, μαυροπετρίτες, σπάνια χρυσογέρακα, βραχοκιρκίνεζα και κιρκινέζια, ενώ κατά τη διάρκεια των μεταναστεύσεων εμφανίζονται ψαραετοί, κραυγαετοί, γερακαετοί, στικταετοί και βασιλαετοί. Είναι σημαντικό ότι στην Λέσβο ζουν 7 είδη νυχτόβιων αρπακτικών: ο μπούφος, ο νανόμπουφος, ο βαλτόμπουφος, ο χουχουριστής, η κουκουβάγια, ο γκιώνης και η τυτώ. Από τα πιο σημαντικά υδρόβια πουλιά εδώ συναντά κανείς κοκκινόχηνες, χαλκόκοτες, αβοκέτες, φοινικόπτερα, καστανόπαπιες, πολλά είδη γλαρονιών και ερωδιών, μαύρους και λευκούς πελαργούς, αγκαθοκαλημάνες, νεροχελίδονα και πετροτουρλίδες. Άλλα πουλιά της Λέσβου είναι η νησιώτικη πέρδικα, το ορτύκι, η μπεκάτσα, ο αιγαιόγλαρος, ο θαλασσοκόρακας, η φάσσα, το τρυγόνι, ο κούκος, το γιδοβύζι, η σταχτάρα, ο τσαλαπετεινός, η αλκυόνη, ο μελισσοφάγος, η χαλκοκουρούνα, ο μεσαίος δρυοκολάπτης, ο στραβολαίμης, η σταρήθρα, το βραχοχελίδονο, η ωχροκελάδα, η λιβαδοκελάδα, ο τρυποφράχτης, το αηδόνι, το κουφαηδόνι, ο γαλαζολαίμης, ο καρβουνιάρης, η ασπροκωλίνα, ο γαλαζοκότσυφας, η τσίχλα, η γερακότσιχλα, ο κοκκινοτσιροβάκος, το ψευταηδόνι, η κιστικόλη, ο κλειδωνάς, ο αιγίθαλος, ο βραχοτσοπανάκος, ο δεντροβάτης, ο αετομάχος, ο κοκκινοκεφαλάς, ο παρδαλοκεφαλάς, η μαυροκέφαλη κίσσα, ο κόρακας, το ψαρόνι, το αγιοπούλι, ο συκοφάγος, το φανέτο, ο φλώρος, η καρδερίνα, το καλαμοτσίχλονο, το φρυγανοτσίχλονο, το σιρλοτσίχλονο, ο αμπελουργός και ο τσιφτάς.

Τα αμφίβια περιλαμβάνουν φρύνους, πρασινόφρυνους, δεντροβάτραχους, λεβαντοβάτραχους και σπάνιους πηλοβάτες. Η ερπετοπανίδα είναι ιδιαίτερα πλούσια με είδη, όπως ποταμοχελώνες, βαλτοχελώνες, γραικοχελώνες, τυφλίτες, κροκοδειλάκια, σαμιαμίδια, κυρτοδάκτυλους, τρανόσαυρες, οφίσωπες, αβλέφαρους, έρυκες, τυφλίνους, έφιους, θαμνόφιδα, σαπίτες, νερόφιδα, λιμνόφιδα, σαΐτες, αγιόφιδα, σπιτόφιδα και οθωμανικές οχιές. Από τα θηλαστικά ξεχωρίζει η παρουσία ενός πανέμορφου είδους σκίουρου, της γαλιάς (Sciurus anomalus), η οποία έχει έρθει από τις ακτές της Ασίας και σε όλη την Ευρώπη ζει μόνο στη Λέσβο. Άλλα θηλαστικά του νησιού είναι η αλεπού, το πετροκούναβο, η νυφίτσα, ο σκαντζόχοιρος, ο λαγός, το αγριοκούνελο, ενώ σε κάποιους υγρότοπους του νησιού ζουν ακόμα βίδρες. Από τις νυχτερίδες ξεχωρίζει το ενδημικό υποείδος του νησιού, η μικρομυωτίδα της Λέσβου (Myotis blythi subsp lesviacus) και ακολουθούν ο τρανορινόλοφος (Rhinolophus ferrumequinum), ο μικρορινόλοφος (Rhinolophus hipposideros), ο μεσορινόλοφος (Rhinolophus euryale), ο ρινόλοφος του Μέχελι (Rhinolophus mehelyi), ο ρινόλοφος του Μπλάσιους (Rhinolophus blasii) και η τρανομυωτίδα (Myotis myotis). Δυστυχώς στο νησί έχουν απελευθερωθεί ημίαιμοι αγριόχοιροι προκαλώντας μεγάλες καταστροφές στην χλωρίδα και στις καλλιέργειες. Στα ρέματα του νησιού ζουν κάποια εξαιρετικά σπάνια είδη ψαριών των εσωτερικών υδάτων, όπως ο λεσβοβίνος (Oxynoemacheilus theophilii), ο σμυρνοπετρόλευκος (Petroleuciscus smyrnaeus) και η μπριάνα της Περγάμου (Barbus pergamonensis). Από τα ασπόνδυλα ξεχωρίζουν πολλά ακριβοθώρητα είδη, όπως το ενδημικό σαλιγκάρι Meijeriella canaliculata, οι πεταλούδες Maniola megala και Hipparchia pellucida, οι γρύλοι Bradyporus macrogaster, Anadrymadusa ornatipennis, Pterolepis distinguenda και Saga natoliae, η ακρίδα Pezotettix anatolica, τα κολεόπτερα Omophlus brullei, Erodius orientalis subsp oblongus και Probaticus peslieri, το ισόποδο Armadillidium peraccae και ο κάβουρας του γλυκού νερού Potamon ibericum.