Os habitats terrestres da região incluem matos de creosote; matos mistos, incluindo yucca e cholla cactus; salinas do deserto; pastagens de solos arenosos; e dunas do deserto. As elevações superiores são dominadas pelo pinheiro pinheiro pinheiro bravo e zimbro da Califórnia, com áreas de manzanita e pinheiro Coulter. Para além das robustas perenes, mais de metade das espécies vegetais do deserto são herbáceas anuais, e as chuvas de Inverno devidamente cronometradas produzem flores silvestres abundantes no início da Primavera. Na porção sul da região, a humidade adicional fornecida pelas chuvas de Verão favorece a germinação de plantas anuais de Verão e sustenta as árvores de árvores de folha de fumo, madeira de ferro, e palo verde.
A vida selvagem comum do deserto inclui veados, gatos, ratos cangurus do deserto, ratos cactos, coelhos de cauda preta, codornizes de Gambel, e cascavéis de diâmide vermelha. Entre as espécies sensíveis encontram-se o lagarto de cauda lisa, o lagarto do Vale do Coachella, a tartaruga do deserto, o falcão da pradaria, o escaravelho das dunas de Andrews, a ovelha de corno grande peninsular, e o morcego de nariz de folha da Califórnia. O melhor local para observar a vida selvagem é nos refúgios de zonas húmidas ao longo do Rio Colorado, Refúgio Nacional de Vida Selvagem da Cibola e Refúgio Nacional de Vida Selvagem Imperial.
No ambiente árido do Deserto do Colorado, os habitats aquáticos e de zonas húmidas são limitados em extensão mas são criticamente importantes para a vida selvagem. O escoamento das chuvas sazonais e as nascentes de águas subterrâneas formam arroyos do deserto, oásis de palmeiras do deserto, pântanos de água doce, lagos de salmoura, lavagens do deserto, riachos efémeros e perenes, e comunidades de vegetação ribeirinhas do deserto dominadas por madeira de algodão, salgueiro, e tamargueira não nativa. Dois dos sistemas aquáticos mais significativos da região são o Mar Salton e o Rio Colorado. Enquanto a maioria da vida selvagem do deserto depende de habitats aquáticos como fontes de água, várias espécies, tais como o sapo arroyo, o peixe-boi do deserto, o Yuma rail, e o salgueiro do sudoeste, estão restritas a estes habitats. Em alguns lugares, as chuvas de Verão produzem piscinas sazonais de curta duração que acolhem espécies pouco comuns como o sapo sapo spadefoot de Couch.
Os oásis de palmeiras do deserto são comunidades ecológicas raras encontradas apenas no Deserto do Colorado. Ocorrem apenas onde existem fontes de água permanentes, tais como nascentes ou ao longo de linhas de falha, onde a água subterrânea é forçada à superfície pelo movimento de rocha dura impermeável, e podem ser encontrados nas montanhas de San Jacinto, Santa Rosa e Little San Bernardino, nos desfiladeiros do Parque Estadual do Deserto de Anza-Borrego, e ao longo da Falha de San Andreas no Vale Coachella. A única palmeira nativa da Califórnia, Washingtonia filifera (palmeira do deserto), cresce nos oásis.
Flora endémicaEdit
algumas sub-regiões do Deserto do Colorado contêm flora endémica. Ao longo do Vale do Baixo Colorado, desfiladeiros, planícies, ou elevações de nível baixo a alto, ocorrem pelo menos três dessas flora: Hesperocallis undulata (lírio do deserto), Nolina bigelovii (nolina de Bigelow), e Peucephyllum schottii (abeto do deserto).