La forêt de Poblet est une importante station forestière protégée et contient une végétation très variée et feuillue: chêne de montagne (Quercetum mediterraneo-montanum) et chêne marfull (Viburno tini-Quercetum ilicis), chêne faginé (Quercus faginea), chêne pubescent (Quercus pubescens) et chêne tauzin (Quercus pyenaica) ainsi que de petites communautés de pin sylvestre (Pinus sylvetris), pin maritime (Pinus pinaster), pin de Salzmann (Pinus nigra, salzmannii) et pin d'Alep (Pinus halepensis). On distingue également l'if commun (Taxus baccata)et le houx (Ilex aquifolium), qui sont des espèces protégées. Il possède la plus grande réserve de chênes du pays. À La Pena, près de la maison et du belvédère, se trouve le puits de glace qui approvisinnait en glace les moines du monastère. Le Tossal de la Baltasana(ca) est le point culminant des montagnes de Prades.
La faune est typique des montagnes méditerranéennes . Plusieurs invertébrés ou mammifères endémiques se démarquent, comme la musaraigne naine (Sorex minutissimus), dont la population est isolée de l'aire de répartition de l'espèce. Le sanglier abonde. Dans le but de protéger les communautés animales, le PNIN de Poblet a été déclaré refuge faunique par arrêté MAH/386/2004 du .