州内陸部の主要な植生は温帯落葉樹林である。農業開墾のために森林はほとんど伐採されたが、孤立した地域に原生林が僅かに残され、農場が放棄されるにつれて、多くの田園部で森林が再生されてきた[60]。現在は州域の62%が森林に覆われている[61][62]。人間の開発によって最も影響された地域は東部のボストン大都市圏と西部のスプリングフィールド大都市圏、および農業地帯のパイオニア・バレーである[63]。過去数世紀で絶滅した動物としては、ハイイロオオカミ、エルク、クズリ、マウンテンライオンがある[64]。州内の都市化は進んだが、多くの生物種が生息している。ハヤブサは大都市の高層ビルをねぐらにしている[65]。ゴミや動物の死骸をあさるコヨーテは近年その個体数を増加させている[66]。オジロジカ、アライグマ、野生のシチメンチョウやトウブハイイロリスも州全体で見られる[64][67]。州西部の田園地帯では、農業の衰退によって森林化が進んだために、より大型のヘラジカやアメリカクロクマが戻ってきている[68][69]。マサチューセッツ州は大西洋岸にそった渡りの水禽類の飛行コースであるアトランティック・フライウェイに位置している[70]。州中央部の湖群、特にクィアビン貯水池には、ハシグロアビが生息し[71]、ナンタケット島近くではかなりの数のコオリガモが越冬する[72]。海岸沖の小島や海浜はベニアジサシが生息し、絶滅が危惧されるフエチドリなど野鳥の繁殖地になっている[73][74]。保護地域は海岸に生息する鳥類の重要な繁殖地となり、またハイイロアザラシなど様々な海洋性生物も多い[75]。淡水魚としては、バス、コイ、ナマズ、マスがおり[76]、海にはタイセイヨウダラ、コダラ、アメリカン・ロブスターが多い[77]。その他にもゼニガタアザラシ、絶滅危惧種のタイセイヨウセミクジラ、ザトウクジラ、ナガスクジラ、ミンククジラ、タイセイヨウカマイルカが見られる[64]。