La diversidad biológica presente en Guareña se encuentra estrechamente vinculada al clima característico de la región, el cual se define como mediterráneo cálido. En relación con la vegetación que ocupa el territorio, se identifican tres unidades principales: formaciones boscosas, áreas de dehesas y bosques riparios a lo largo de los cursos medio de los ríos Guadiana y Guadámez.
También se observan Matorrales Seriales, resultado de la degradación de bosques y del abandono de zonas ganaderas y agrícolas. Por último, se encuentran plantas nitrófilas que colonizan áreas humanizadas y antiguos campos de cultivo abandonados, como cunetas, solares desocupados, lindones, dehesas sometidas a usos agrícolas, ejidos y barbechos.
El municipio alberga una variada gama de especies, gracias a la diversidad de hábitats presentes. Desde invertebrados como anélidos y artrópodos, hasta vertebrados como peces con especies invasoras como el alburno o el pez gato y especies autóctonas: el barbo, el pez fraile y la pardilla.
En Guareña, se registran numerosos anfibios como la rana común ibérica y reptiles como el lagarto ocelado. Asimismo, mamíferos como la liebre ibérica, la rata de agua, el lirón careto, la nutria, la gineta y el zorro son comunes en el término municipal.
En cuanto a las aves, la variedad es notable y varía según el entorno, ya sea en zonas de ríos, arroyos y charcas, o en áreas urbanas. En ríos, arroyos y charcas, se pueden avistar especies como el Cormorán grande, la Garza real o el Ánade Azulón. En zonas abiertas de cultivos de secano o regadío, barbechos y dehesas, se encuentran diferentes especies, incluyendo algunas migratorias como la cigüeña común y la grulla común.
Guareña cuenta con varias zonas bajo programas de protección o de interés para la naturaleza, identificadas como Zonas de Especial Protección para las Aves (ZEPA) y Lugares de Importancia Comunitaria (LIC). Dos áreas ZEPA se localizan en el núcleo urbano, específicamente en la Iglesia Parroquial de Santa María y en el edificio conocido como “el silo”, con el proyecto LIFE – ZEPAURBAN que incluye la instalación de 20 nidales de corcho. Fuera del área urbana, al sur del término municipal, se encuentra la zona “Sierras Centrales y Embalse de Alange”. Además, hay dos zonas LIC diferenciadas marcadas por los ríos Guadiana y Guadámez: Río Guadiana alto – Zújar y Río Guadámez.
