Choć Lednicki Park Krajobrazowy ma wyraźnie rolniczy charakter, świat jego przyrody ożywionej jest zaskakująco bogaty. Mozaika pól, jezior, dolin rzecznych, podmokłości, łąk, zadrzewień i niewielkich kompleksów leśnych tworzy warunki dla wielu gatunków roślin, zwierząt i zbiorowisk przyrodniczych.
Roślinność parku tworzy ponad 100 zespołów roślinnych, w tym 19 uznawanych za zagrożone. Należą do nich między innymi zespół okrężnicy bagiennej, zespół „lilii wodnych” — tworzony przez grzybienie białe i grążela żółtego — oraz zespół żabiścieku pływającego. W dolinie Głównej stwierdzono również rzadko spotykany szuwar turzycy dwustronnej.
Na terenie parku występują siedliska przyrodnicze o znaczeniu wspólnotowym. Są to między innymi naturalne eutroficzne zbiorniki wodne, ziołorośla nadrzeczne, łęgowe lasy dębowo-wiązowo-jesionowe, łęg jesionowy, grąd środkowoeuropejski, niżowe świeże łąki ekstensywne, wydmy śródlądowe z murawami napiaskowymi, ciepłolubne murawy napiaskowe oraz murawy kserotermiczne. Szczególnie cenne są stanowiska takich gatunków jak posłonek kutnerowaty i sasanka łąkowa.
Flora parku obejmuje ponad 600 gatunków roślin naczyniowych. Wśród nich znajduje się 12 gatunków objętych ochroną ścisłą, między innymi storczyki: stoplamek krwisty, stoplamek szerokolistny i kruszczyk błotny. W zbiorowiskach leśnych spotkać można przylaszczkę pospolitą, śnieżyczkę przebiśnieg oraz lilię złotogłów. Do gatunków objętych ochroną częściową należą między innymi kopytnik pospolity, konwalia majowa, kocanki piaskowe, grążel żółty i grzybienie białe.
W parku rośnie także 15 gatunków roślin rzadkich i zagrożonych w Wielkopolsce, w tym czerniec gronkowy, groszek błotny, selernica żyłkowana i czyściec prosty. Szczególnie okazałe drzewa — przede wszystkim dęby i lipy, ale także wiązy, topole, buki oraz przedstawiciele innych gatunków — objęto ochroną jako pomniki przyrody. Na terenie parku ustanowiono ich około 50.
Spośród owadów najlepiej rozpoznano dzikie pszczołowate. Ważnym miejscem ich występowania są zabudowania Wielkopolskiego Parku Etnograficznego w Dziekanowicach. Jeden z obiektów skansenu — karczma z Sokołowa Budzyńskiego — ze względu na liczne błonkówki zasiedlające gliniane ściany i strzechę budynku bywa nieformalnie określany jako pomnik architektoniczno-przyrodniczy.
Faunę ryb reprezentują 24 gatunki, w tym różanka i koza, wymienione w załączniku II dyrektywy siedliskowej. Najbogatsza ichtiofauna związana jest z jeziorem Lednica, w którym do niedawna występowały również sieja i sielawa.
Wśród płazów stwierdzono tu grzebiuszkę ziemną, kumaka nizinnego, ropuchę szarą, ropuchę zieloną, traszkę zwyczajną oraz cztery gatunki żab. Spośród gadów najczęściej obserwowany jest zaskroniec zwyczajny i jaszczurka zwinka, rzadziej padalec oraz jaszczurka żyworodna.
Bardzo bogaty jest świat ptaków. W granicach parku stwierdzono 158 gatunków, w tym 111 lęgowych. Największe skupienie awifauny wodno-błotnej związane jest z jeziorem Lednica. Gniazdują tam między innymi błotniak stawowy, bąk, bączek, wąsatka, derkacz, remiz, gęgawa i łyska. W szuwarach jeziora liczne gniazda zakładają trzcinniczki, trzciniaki, potrzosy i rokitniczki. Jezioro Lednica jest również żerowiskiem bielika, który gniazduje na terenie parku.
Tereny podmokłe położone w obrębie kompleksów leśnych są miejscem lęgów żurawia. Lasy stanowią siedlisko licznie występującego dzięcioła średniego, a także dzięcioła czarnego. Z kolei w krajobrazie otwartym można spotkać ortolany, potrzeszcze, dzierlatki, gąsiorki i przepiórki.
Świat ssaków reprezentują zarówno duże gatunki, takie jak jeleń, dzik, sarna i daniel, jak i mniejsze: bóbr, borsuk, lis, wydra oraz zając. Na terenie parku stwierdzono dotąd sześć gatunków nietoperzy, w tym nocka rudego, mroczka późnego, borowca wielkiego i karlika większego.
Najistotniejszym zagrożeniem dla walorów krajobrazowych parku jest intensywny rozwój urbanistyczny. Szczególnie silnym przekształceniom podlega linia brzegowa jeziora Lednica, wykorzystywana na potrzeby różnych form rekreacji. Niepokój budzi także upraszczanie struktury przestrzennej krajobrazu rolniczego — zanikanie drobnych oczek wodnych i zadrzewień oraz ograniczanie mozaiki użytków.
Różnorodności biologicznej zagraża również upraszczanie składu zbiorowisk roślinnych, przede wszystkim w wyniku nasilonej eutrofizacji. Podobnie jak w wielu innych częściach regionu, także tutaj obserwuje się problemy związane ze spadkiem poziomu wód gruntowych. Właśnie dlatego zachowanie mozaikowego charakteru krajobrazu Lednickiego Parku Krajobrazowego ma kluczowe znaczenie dla ochrony jego przyrody.