Le territoire abrite des milieux naturels riches parfois exceptionnels, à forts enjeux de préservation :
On trouve également les bocages du nord-est ou du pays de Bray, quelques massifs forestiers, landes et pelouses calcaires, ainsi que des milieux très spécifiques tels que les anciens champs miniers.
Les zones humides et le milieu marin font des Hauts-de-France une zone d’accueil ainsi qu’un axe migratoire important des oiseaux terrestres et marins. Les fleuves côtiers et estuaires sont des zones majeures pour les poissons migrateurs. La baie de Somme est classée « Grand Site de France ».
La région est aussi une zone de reconquête pour des espèces emblématiques tels que le castor ou le chat forestier. Son littoral et son domaine maritime accueille de nombreux mammifères marins : phoques gris, veaux marins et marsouins communs.
Territoire de chasse pour le gibier d’eau, de plaine et la chasse à courre, la région connait également une activité de pêche développée sur le littoral, notamment la pêche à pied aux coques.