Recouvert en partie par l'Amazonie, le plus grand bassin forestier de la planète, le Brésil est l'un des pays les plus riches du monde par sa biodiversité : il fait partie du groupe des dix-sept pays mégadivers. Forêts tropicales de plaines, de montagnes et subtropicales, savanes, pampas, marais et côtes, offrent autant de niches écologiques aux milliers, et peut-être millions d'espèces, partiellement recensées.
Plus de 600 espèces de mammifères sont présentes au Brésil, dont plusieurs de la famille des félins, comme le jaguar, le puma et le jaguatirica, ou ocelot. Parmi les autres mammifères, on trouve les paresseux, les antas (tapirus americanus), les tatous, les dauphins marins, les capybaras (grands rongeurs aquatiques dont certains peuvent peser jusqu'à 66 kg), et environ 30 espèces de singes. Le Brésil, avec ses 1 772 espèces connues, possède la plus grande variété d'oiseaux au monde, après la Colombie et le Pérou, dont 230 endémiques, parmi lesquels nandous, hoccos, rapaces, perroquets, toucans, pics, coq-de-roche, cotingas, tyrans, etc. Il y a au moins 40 espèces de tortues, 120 de lézards, 230 espèces de serpents, 5 espèces d'alligators, 330 espèces d'amphibiens et 1500 espèces de poissons d'eau douce. Les naturalistes ont répertorié plus de 100 000 invertébrés, dont plus de 70 000 insectes. La forêt amazonienne renferme la plus grande concentration d'organismes biologiques, et personne ne sait réellement combien, mais les scientifiques estiment qu'elles constituent entre 15 et 30% de l'ensemble des espèces connues dans le monde.
Alors que les naturalistes répertorient des nouvelles espèces de poissons d'eau douce, leurs découvertes laissent entrevoir qu'il pourrait y avoir jusqu'à 3000 sortes de poissons dans les fleuves et lacs d'Amazonie. Parmi les poissons spécifiques à la région, on trouve le pirarucu, que l'on dit être le plus grand poisson d'eau douce du monde, avec des spécimens qui mesurent plus de deux mètres de longueur et qui pèsent jusqu'à 125 kg., le tambaqui, qui appartient à la famille des frugivores et possède des dents capables de casser des graines aussi dures que celles de l'hévéa, l'arbre à latex, ou celles du palmier jauari, ainsi que le piranha.