Kepelbagaian Biologi atau Biodiversiti didefinisikan sebagai keanekaan di antara organisma hidup dari pelbagai sumber dari daratan mahupun samudera dan lain-lain yang melangkau ekosistem akuatik dan sebahagian daripada ekosistem yang kompleks termasuk di dalam kelompok spesies dan antara spesies dan ekosistemnya. Kepelbagaian Biologi biasanya dibahagikan kepada tiga peringkat; kepelbagaian genetik, kepelbagaian spesies dan kepelbagaian ekosistem. Kepelbagaian genetik ialah kepelbagaian dalam spesies yang diukur mengikut variasi dalam gen setiap tanaman, haiwan dan mikroorganisma. Kepelbagaian genetik berlaku dalam dan antara populasi suatu spesies. Kepelbagaian spesies merujuk pelbagai organisma hidup di dunia. Manakala kepelbagaian ekosistem merujuk pelbagai habitat, komuniti biosis dan proses ekologi dalam persekitaran daratan, persekitaran laut dan persekitaran akua yang lain. Sebahagian besar daripada Kepelbagaian Biologi negara masih perlu diselidiki dan didokumenkan. Kekurangan data menghalang usaha untuk menggunakan sumber biologi negara dengan lebih baik. Pemusnahan habitat yang berterusan menyebabkan kehilangan Kepelbagaian Biologi negara sebelum sebahagian besar daripadanya dapat didokumenkan. Kehilangan Kepelbagaian Biologi akan melibatkan kehilangan spesies berpotensi untuk dibangunkan dan dijadikan produk berguna.
Malaysia terkenal kerana kaya dengan kepelbagaian biologinya dan telah tersenarai sebagai antara dua belas negara di dunia yang kaya dengan kepelbagaian biologinya. Flora dan fauna kita menggambarkan kepelbagaian ini. Terdapat 377 spesies alga makroskop (seperti alga hijau, merah dan perang) dan alga mikroskop (alga biru hijau, diatom dan dinoflagelat) telah didokumenkan di Malaysia. Alga ini mendiami habitat seperti pantai batu dan berpasir, terumbu karang, lumpur dan muara. Sebanyak 475 spesies briofit direkodkan di Semenanjung Malaysia, manakala 582 dan 330 spesies diketahui terdapat di Sabah dan Sarawak. Kulat merupakan satu kumpulan spesies yang tidak dikaji secara mendalam di Malaysia. Terdapat pelbagai kumpulan kulat tetapi tiada anggaran bilangan yang tepat untuk negara kita. Kulat boleh didapati di pelbagai habitat, dari ekosistem marin hingga ke tanah tinggi. Banyak spesies kulat mempunyai kepentingan perubatan, patologi dan ekologi. Dianggarkan 2,500 spesies kulat bakau direkodkan di Semenanjung Malaysia, yang terbesar adalah spesies daripada subbahagian Askomikota. Dianggarkan sekurang-kurangnya 70% kulat di Malaysia masih belum ditemui.
Malaysia sangat kaya dengan flora dan dianggarkan mengandungi kira-kira 12,500 spesies tumbuhan berbunga dan lebih daripada 1,100 spesies paku-pakis dan kumpulan paku-pakis. Banyak paku-pakis ini adalah unik dan tidak ditemui di mana-mana tempat lain di dunia. Malaysia berada di tempat kelima dari segi kepelbagaian tumbuhan di Rantau Asia-Australia.
Bagi mamalia pula, terdapat 297 spesies mamalia darat di Malaysia. Sebanyak 22 mamalia laut direkodkan di Malaysia dan ini termasuk dolfin, ikan paus dan dugong (Dugong dugon). Malaysia menjadi tempat tinggal hampir 742 spesies burung. Sekurang-kurangnya 522 spesies adalah spesies tempatan, 192 spesies bermigrasi dan 52 spesies tempatan dengan ciri bermigrasi. Terdapat tiga spesies endemik di Semenanjung Malaysia manakala di Borneo terdapat 39 spesies endemik. Bilangan spesies amfibia dan reptilia yang direkodkan di Malaysia adalah masing-masing 242 dan 567 spesies. Beberapa spesies baru ditemui dalam penyelidikan yang semakin giat dijalankan baru-baru ini. Banyak spesies herpetofauna adalah endemik di Borneo, sebagai contoh, 110 spesies katak adalah endemik dan kira-kira 20% ular dan cicak di Malaysia hanya ditemui di Borneo. Kepelbagaian invertebrata sangat luas, yang sebahagian besar daripadanya tidak diketahui. Kumpulan penyelidikan yang aktif di Malaysia pula hanya mengkhusus kepada kupu-kupu, rama-rama dan anai-anai.
Bagi ikan air tawar, terdapat 290 spesies yang diketahui di Semenanjung Malaysia, manakala di Sabah dan Sarawak pula terdapat lebih daripada 100 dan 200 spesies masing-masing. Selain itu, sebanyak 1,500 spesies ikan laut boleh didapati di Malaysia. Kebanyakannya membiak dan menghabiskan masa hidupnya di terumbu karang. Bagi ketam air tawar pula, terdapat 102 spesies, lebih separuh daripadanya ditemui dan diberi nama antara tahun 1990 hingga 2000. Krustasia laut terdiri daripada teritip, ketam dan udang. Terdapat kira-kira 10 spesies ketam komersil, 53 spesies udang dan 30 daripadanya dikomersilkan. Moluska merupakan kumpulan fauna kedua terbesar selepas serangga. Filum Moluska di Malaysia terdiri daripada 7 daripada 8 spesies siput kekima (2 spesies endemik di Sabah dengan dua spesies dikategorikan sebagai terancam dan satu spesies hampir pupus ( Tridacna gigas ). Manakala Nudibrank pula mempunyai pelbagai spesies di Malaysia (kira-kira 3,000 spesies).
