Pădurile sunt cele mai diversificate din punct de vedere biologic sisteme de pe Terra, servind drept loc de trai pentru o varietate uriașă de plante, animale și microorganisme. Diversitatea biologică (biodiversitatea) a pădurilor trebuie privită nu doar ca arbori, ea mai include plantele și animalele care populează pădurile, dar și diversitatea genetică a acestora.
În pădurile Moldovei au fost identificate 28 tipuri de ecosisteme (formațiuni), unele dintre ele fiind atât biologic, cât și economic extrem de importante pentru țară, cum ar fi: stejărete, gorunete, stejărete de stejar pufos, făgete, zăvoaie, salcâmete şi un şir de variaţii ale acestora.
Ecosistemele de stejar pedunculat cu cireş sunt răspândite în nordul ţării şi ocupă o suprafaţă de 11,6 mii ha. Compoziţia floristică a acestora include cca 350 specii de plante vasculare şi se caracterizează prin arborete monodominante de stejar pedunculat (Quercus robur) cu o frecvenţă mare a cireşului (Prunus avium). În aceste ecosisteme își găsesc adăpost 10 specii de plante rare. În prezent aceste sectoare se usucă, iar regenerarea lor naturală este foarte slabă.
Ecosistemele de gorun, stejar pedunculat şi fag din centrul ţării deţin o suprafaţă de cca 160 mii ha. Diversitatea floristică a acestor ecosisteme este mai bogată comparativ cu cea a pădurilor din zona de nord. Compoziţia floristică include peste o mie de specii de plante vasculare, 17 dintre ele fiind incluse în Cartea Roşie a Republicii Moldova, printre care: colţişor glandulos (Dentaria glandulosa), pana zburătorului (Lunaria annua), vonicer pitic (Euonymus nana), coronişte elegantă (Coronilla elegans), bujor de pădure (Paeonia peregrina), mălin comun (Padus avium), scoruş (Sorbus domestica), căpşuniţă (Cephalanthera longifolia), papucul doamnei (Cypripedium calceolus) ş. a. Cea mai mare diversitate floristică se regăseşte în rezervaţiile naturale „Codrii” (cu 945 specii) şi „Plaiul Fagului” (cu 720 specii de plante vasculare).
Ecosistemele de stejar pufos (Quercus pubescens) din sudul ţării ocupă o suprafaţă de cca 7 mii ha. Compoziţia floristică include peste 400 de specii de plante vasculare. În aceste ecosisteme au fost evidenţiate specii incluse în Cartea Roşie a Republicii Moldova: albăstrea angelescu (Centaurea angelescui), gimnospermum de Odesa (Gimnospermium odessanum), dediţelul mare (Pulsatilla grandis), păr-de-Dobrogea (Pyrus elaegrifolia) ş. a.
Ecosistemele forestiere azonale, formate din salcie, plop şi stejar pedunculat din văile râurilor Prut, Nistru şi afluenţilor lor ocupă o suprafaţă de 15 mii ha. Compoziţia floristică este constituită din cca 400 specii de plante vas- culare, printre care unele periclitate sau vulnerabile: arinul negru (Alnus glutinosa), arinul alb (Alnus incana), viţa-de-pădure (Vitis sylvestris), laleaua pestriţă (Fritillaria meleagris), limba şarpelui (Ophioglossum vulgatum) ş. a.
În prezent, în cadrul teritoriilor silvice şi de silvo-stepă sunt evidenţiate 1140 specii de plante vasculare, ceea ce reprezintă peste 50% din totalul speciilor de plante din Moldova (1832 specii de plante vasculare). Diversitatea floristică determină în mare măsură şi diversitatea faunistică în ecosistemele silvice. Pădurile Moldovei sunt populate de 172 specii de vertebrate terestre (47,8% din numărul lor total din Republica Moldova), mamiferele constituie 47 specii, păsările – 106, reptilele – 9, amfibienii – 10. Diversitatea nevertebratelor este și mai mare, cu peste 9000 specii, multe dintre care incluse în Cartea Roșie a Moldovei. Ecosistemele silvice ale Codrilor Centrali sunt caracterizate printr-un indice înalt de compactitate, ceea ce creează condiții favorabile pentru cea mai diversă diversitate floristică și faunistică din țară.
Biodiversitatea pădurilor la nivel global și local este într-o permanentă amenințare cu dispariția din cauza reducerii suprafețelor acoperite cu păduri, fragmentarea pădurilor, schimbările climatice și altor factori stresanți. Gospodărirea inadecvată din ultimul secol a cauzat o sărăcire a resurselor genetice forestiere din Moldova. Degradarea celor trei tipuri de specii/formațiuni de stejar native (autohtone) Moldovei (Quercus robor, Q. petraea, Q. pubescens) este însoțită de o intervenție a speciilor străine (alohtone). Atât activitatea omului (recoltarea plantelor medicinale, ciupercilor, practici nedorite de gospodărire), cât şi reducerea sursei de hrană (popândău, rozătoare mici) continuă să influenţeze negativ speciile de păsări răpitoare de zi, precum acvila ţipătoare mare (Aquila clanga), acvila ţipătoare mică (Aquila pomarina), şoimul dunărean (Falco cherrug), ş. a.
Dacă nu va fi găsită modalitatea rațională de co-existență cu pădurea, relațiile dintre om și resursele forestiere sunt expuse unor riscuri inevitabile de alterare.