El parque conserva el bosque primario más grande del Pacífico americano, junto con uno de los pocos remanentes de tamaño considerable de bosque tropical
húmedo en el mundo. La tala usualmente se lleva a cabo en dicho bosque porque es un lugar accesible que contiene árboles valiosos y grandes. Sin embargo, esos hábitats son los más ricos, biológicamente hablando. Así que, a pesar de que cerca de la mitad de los bosques tropicales húmedos de la tierra todavía están en pie, lo que queda de estos a menudo no es suficiente para sostener la biodiversidad original. En especial, los animales grandes necesitan un hábitat grande.
Corcovado sin embargo, es suficientemente grande para sostener poblaciones importantes de tapir (Tapirus bairdii) (también llamado danta), jaguar (Panthera onca) y chancho de monte (Tayassu pecari), especies que están consideradas en peligro de extinción, además de contener 140 especies de mamíferos (lo cual representa el 10% de las especies de mamíferos del continente americano).
Costa Rica en sí es considerada como un lugar ideal para los ornitólogos (rama de la zoología que se dedica al estudio de las aves), y Corcovado contiene varios cientos de especies de aves. Recientemente el águila harpía, la cual se consideraba extinta en la zona desde 1989, ha sido avistada en el parque.
La abundancia en vida silvestre se puede explicar en parte por la variada vegetación, de la cual existen 13 tipos, incluyendo bosque de montaña (el cual abarca más de la mitad del parque), manglar, bosque de pradera, bosque aluvial de planicie, bosque de pantano y otros, que en conjunto contienen 500 especies de árboles, como espavel. Otra razón para la diversidad (que aplica al resto del país) es que se ubica en un corredor biológico de flora y fauna.
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