Keanekaragaman hayati atau biological diversity (sering disebut dengan biodiversity) adalah istilah untuk menyatakan tingkat keanekaragaman sumber daya alam hayati vang meliputi kelimpahan maupun penyebaran dari keanekaragaman ekosistem, keanekaragarnan spesies (Jenis), keanekaragaman genetik pada sebuah kawasan yang akan dikembangkan sebagai geopark. Dalam menentukan keragaman hayati pada kawasan geopark, diutamakan yang memiliki hubungan erat dengan kondisi geologi di sekitar kawasan tersebut. Kemudian pada Batuan dasar, lapukan batuan tua metasedimen berumur Mesozoikum –Paleozoikum tumbuhan unik terdiri dari Pohon Mangga Toba dan Bawang Tongging, disamping tumbuhan lain. Pada dinding kaldera yang tersusun dari batuan MTT tumbuh dengan baik pohon pinus dan tumbuhan semak belukar lainnya.Dataran tinggi yang terbentuk diatas air terjun sipisopiso, batuan YTT hasil letusan supervolcano menutupi MTT. Hasil lapukan batuan YTT :tumbuhan holticultura tumbuh dengan baik : kopi, jeruk, kentang , koll, wortel,pisang , bamboo , berbagai jenis bunga, berbagai jenis sayuran, Anggrek Toba, Simar sotul – sotul, Senduduk harangan, Sirih hutan, Suga-suga, Pinus, Bagot, Dapdap, makadame, Alpukat, Mangga, Harimonting, Jagung, Bawang, Padi, sere, jahe, tomat dan lain-lain.dll.
Salah satu andemik Toba adalah Andaliman, yang tumbuh secara alami di hutan, dan sudah dibudidayakan, Andaliman diduga mengandung senyawa yang mempunyai aktivitas sebagai antimikroba dan antioksidan. Di bidang pangan,antioksidandigunakan untuk melindungi lemak/minyak terhadap kerusakan oksidatif. Dalam kaitan dengan aplikasinya, aktivitas antioksi dan dipengaruhi oleh system pangan yang merupakan medium bagi antioksidan tersebut.Buah Andaliman juga kaya akan vitamin C dan E yang berguna untuk meningkatkan daya tahan tubuh. (Istianingrum dan Martanto Martosupono, Magister Biologi, UKSW-12).
Andaliman atau itir-itir dikenal untuk masakan Batak, sebagai merica batak. Khasiatnya yang mampu menghilangkan bau amis pada ikan mentah menjadikan andaliman sebagai bumbu andalan dalam masakan khas Batak seperti arsik dan saksang. Andaliman memiliki aroma jeruk yang lembut namun cukup pedas sehingga meninggalkan sensasi kelu atau mati rasa di lidah, meskipun tidak sepedas cabai atau lada. Rasa kelu di lidah ini disebabkan adanya kandungan hydroxy-alpha-sanshool pada rempah tersebut. Selain dalam masakan Batak, penggunaan andaliman sebagai bumbu masak juga dikenal dalam masakan Asia Timur dan Asia Selatan. Di Indonesia sendiri, andaliman banyak tumbuh secara liar di hutan penuh semak wilayah Kabupaten Toba, Kabupaten Samosir, Kabupaten Tapanuli Utara, dan Kabupaten Dairi.
Pohon andaliman dapat tumbuh hingga ketinggian 5 meter. Untuk proses pertumbuhannya, pohon andaliman dapat tumbuh pada rentang suhu antara 15°C — 18°C di ketinggian 1.200 — 1.500 meter di atas permukaan laut. Secara morfologi, pohon andaliman dipenuhi dengan duri di sekujur batang dengan daun yang tersebar, majemuk menyirip gasal, bertangkai serta mengandung kelenjar minyak. Warna daun mudanya juga cukup unik, dimulai dari warna hijau di bagian atas hingga agak kemerahan di bagian bawah. Pohon andaliman berbuah dan dapat dipanen setelah berumur 1,5 tahun.
Pohon Ingul (Toonasureni) Pohon yang tumbuh dengan cepat hingga tinggi 35 sampai 40 m dengan diameter hingga mencapai100 cm, berbanir, bila ada bisa mencapai tinggi 2 m, permukaan kayu biasanya pecah-pecah dan bersepihan,keputihan,coklat keabu-abuan atau coklat muda dengan aroma kuat ketika ditebang. Bunganya berbulu. Buahnya cekung bagian ujungnya,kasar dengan bintik-bintik dari sellenti. Bijinya bersayap pada kedua ujungnya.Perawatan dalam umur 7 tahun ingul dapat tumbuh hingga diameter 21-28cm lebih dari 10 tahun pada diameter 30-40cm. tegakan berdiri diameter 30-40cm dihargai serendahnya1-2 juta rupiah dan setelah diolah menjadi kayu gergajiannya melecit mencapai4-6 juta rupiah permeter kubik. Pohon Ingul menjadi bahan untuk pembuatan perahu (solu) bagi orang Batak.
Di Kabupaten Karo, memiliki potensi pertanian dan perkebunan sebagai penghasil sayur mayur dan buah-buahan di Sumatera Utara, bahkan sampai di eksport ke Luar Negeri. Salah satu jenis tanaman adalah Terong Belanda dan Markisa. Martabe adalah sebutan minuman Jus yang digemari oleh masyarakat di Sumatera Utara bahkan masyarakat Indonesia dan mancanegara yang berkunjung ke Sumatera Utara ataupun Kawasan Danau Toba. Jus Martabe terbuat dari campuran buah Markisa dan Terong Belanda yang rasanya nikmat dan segar serta dapat memulihkan tenaga.
Untuk Fauna adanya Bangau Putih, King Fisher, berbagai jenis burung, Tekukur dan lainnya, monyet, siamang, kambing putih. Di dalam air danau, kumpulan air bentukan Kaldera Toba: hidup ihan batak dan ikan emas peliharaan masyarakat.