La vida salvatge del Parc Nacional Tortuguero està formada per centenars d'espècies d'aus, mamífers, rèptils terrestres, amfibis, fongs, plantes, insectes, peixos i tortugues marines.
La zona costanera té una llarga platja que s'estén al llarg de 35 km i és el lloc que dóna nom al mateix, ja que és un dels emplaçaments més importants de tot el món on ponen els ous les tortugues marines.
Les principals espècies de tortugues marines arriben a les platges i, fins i tot, en algunes ribes dels canals, per pondre els seus ous durant els mesos d'hivern, sobretot entre febrer i juliol. Les espècies de tortugues que arriben són la carey (Eretmochelys imbricata), la babaua (Caretta caretta), la verda (Chelonia mydas) i la tortuga llaüt (Dermochelys coriacea), la majoria d'elles estan greument amaneçades pel que fa al seu estat de conservació.
A part d'aquestes tortugues marines, també hi podem trobar set espècies de tortugues terrestres, el manatí o vaca marina, cocodrils, i una varietat de crustacis que només es troben allí, així com 30 espècies de peixos d'aigua dolça, a més de l'anguila i el tauró toro.
El Parc Nacional de Tortuguero, actua com un refugi aïllat de moltes espècies que també es troben a l'Estació Biològica La Selva i al Parc Nacional Braulio Carrillo.
Els rius són la llar de poblacions sensibles de manatins, així com caimans, cocodrils i el peix d'aigua dolça gaspar tropical (Atractosteus tropicus), que és considerat un fòssil vivent .
Els boscos són la llar de jaguars, mandrosos de tres dits, i de tres de les quatre espècies de micos que habiten Costa Rica: el mico aranya (Ateles geoffroyi), el mico udulador (Alouatta palliata) i el mico caputxí de cap blanc (Cebus capucinus). Només hi falta el mico esquirol (Saimiri oerstedii).
També trobem diferentes espècies de sargantanes i granotes verinoses, juntament amb 375 espècies d'aus, com el blauet, tucans, agrons blaus, paons, lloros i àguiles, sobretot àguiles morenes o crestades (Morphnus guianensis).
Les espècies de peixos marins i d'aigua dolça observats són: cíclids, Characidae, Pimelodidae, Carcharinidae, Centropomidae i Lutjanidae, amb un mínim de 10 espècies de mol·luscs d'aigua dolça com la Mytilopsis guianensis.
Algunes espècies de rèptils i amfibis reportats són: Caiman crocodilus, Chrysemys spp, Rhinoclemmys spp, granotes (Dendrobatidae), i moltes espècies endèmiques de salamandres.
La flora i fauna més amenaçades dins l'àrea de la reserva són: el cocodril (Crocodylus acutus), el tapir (Tapirus bairdii ), tortugues marines, com la verda (Chelonia mydas) i la llaüt (Dermochelys coriacea), el manatí (Trichechus manatus) (l'aiguamoll del Carib Nord és la seva àrea d'alimentació i reproducció) i l'espècie endèmica Atractosteus tropicus (Lepisosteidae) un fòssil vivent posat sota la protecció d'una legislació particular.
El parc també és una parada per a les aus migratòries.
L'ecosistema del parc nacional compta amb més de 400 espècies d'arbres i al voltant de 2.200 espècies d'altres plantes. Les vessants humides de les terres baixes de l'Atlàntic (majoritàriament per sota dels 500 metres) del nord de Costa Rica, especialment al llarg de la costa, formen els boscos de manglar.
En els boscos d'aquesta regió trobem alguns arbres singulars com l'esparver (Pentaclethra macroloba), la caobilla (Carapa nicaraguensis ), l'ametller (Dipteryx panamensis ) i l'arbre olla de mico (Lecythis ampla).
Les dues últimes espècies són endèmiques regionals (de les terres baixes que es troben per sota els 250 metres) i es consideren en perill d'extinció.
Llacs, pantans i zones inundables del parc han reportat varietats florals com: Raphia Raphia, incloent arbres Inga spp, Pterocarpus officinalis, Pachira aquatica, Pentaclethra macroloba, diverses espècies de palmes petites, flora aquàtica flotant, plantes de rierols, com les del gènere Azolla, Eichhornia, Hydrocotyle i Salvinia (que cobreix totalment els rierols durant l'estació seca), altres espècies vegetals importants són la Dipteryx panamensis, Protium spp, Vatairea spp, Pentaclethra macroloba, Paspalum spp, Luehea seemannii, Manicaria saccifera, Euterpe macrospadix, Brachiaria mutica, Pachira aquatica, Pterocarpus officinalis i Raphia Raphia .
Tot i que l'interior del parc presenta un estat de conservació impressionant, aquest es troba envoltat per propietats privades que consisteixen en grans àrees de ramaderia i d'agricultura.
L'àrea del parc només té un petit assentament humà permanent, consistent en una antiga zona on es tallaven arbres per la indústria fustanera, durant la primera meitat del segle XX, i on també es practicava la caça de tortugues i la recol·lecció i venda de pells de grans mamífers i rèptils, activitats que per sort ja han passat a la història.
Als habitants de la zona al voltant del parc només se'ls permet recol·lectar productes forestals suplementaris als seus ingressos i també per a ús domèstic. La pesca i el turisme són les principals activitats.
La visita turística per accedir als rierols i als llacs per l'observació de la vida silvestre, així com per a l'observació de la posta d'ous de la tortuga Chelonia mydas i la Dermochelys coriacea, està controlada.
Periòdicament, s'organitzen tallers de capacitació en el marc de l'educació ambiental i conservació del parc, els quals estan organitzats per l'administració del parc (OTCA) i van dirigits sobretot a la població local.
Tot i que no es realitzen activitats de recerca oficials, hi han diverses institucions que estan involucrades en la realització d'estudis sobre les tortugues marines, aus, flora i insectes, la tinença de la terra i l'ús i el desenvolupament econòmic relacionat., també hi ha alguns llocs de vigilància i punts de protecció construïts a dins del parc.
