Horské masivy Samosu byly už ve starověku porostlé bujnou vegetací. Díky hustým borovým lesům a vynikající kvalitě dřeva byl ostrov známý v širokém okolí. Část původního porostu byla však zničena lesními požáry. Zvlášť pustošivý byl ten v červenci 2000, kdy hořelo celý týden a plameny zničily asi 20 procent lesů a sadů. I přesto se tento krásný ostrov řadí mezi nejzelenější v Egejském moři.
Kromě borových lesů, eukalyptových a olivových hájů zde roste vegetace všeho druhu: cypřiše, duby, kaštany, platany, ořechy, lípy a kapradí. Ve všech ročních obdobích se všude line vůně myrty, oregana, tymiánu, rozmarýnu, šalvěje a mnoha jiných druhů bylin. Na stráních a v nížinách se pěstují ovocné stromy rodící jablka, hrušky, broskve a meruňky. Na jaře, v době rozkvětu, je ostrov pokryt množstvím divokých květů.
Cibulovité rostliny mají možnost se před velkým žárem v létě schovat pod zem, takže jsou tu běžné stejně jako na ostatních řeckých ostrovech. Modřenec se objevuje hlavně v březnu a dubnu. Orchidejí je tu dost, ale jsou snadno přehlédnutelné, běžně se vyskytují sasanky, chudobky, mák, rmen a pelargonie. Vzácnější jsou pivoňky. Na podzim po prvních deštích roste brambořík i různé druhy krokusů a ocúnů.
Borové lesy a divoká květena odjakživa poskytovaly potravu tisícům včel. Desítky pestře natřených včelínů jsou rozmístěny podél cest ve vnitrozemí ostrova. Na mnoha místech uvidíte ovce a kozy, chované místními obyvateli. Můžete se tu však setkat například i s králíky, šakaly, divokými prasaty či jezevci. V moři není výjimečné narazit na delfíny a tuleně. Kromě toho na Samosu žijí nejrůznější plazi, ještěrky, žáby, ptáci a desítky známých druhů motýlů.
