寿山的生态环境
柴山的植被的特色为植被多生长于珊瑚礁地、土壤瘠薄处及小山沟间，其林相多属于亚热带季风林，以原始天然植群居多，植群特色为普遍有多藤蔓及浅根系等特征，部份植物具气根或带针刺。
北柴山植群
根据高雄市所做的柴山植群调查[28]，依土壤北柴山区域目前分布状况，此一区域内植群约分成三大类：珊瑚礁地、土壤发育深厚地以及初期开垦地。此一区域的原生植被多为次生林，但在初期开垦区域内居民所栽种留下的植物则可发现龙眼及槟榔等经济作物及防御用的刺竹。
珊瑚礁地：在珊瑚礁地的森林的冠层主要由龙眼、粗糠柴、恒春厚壳树、黄连木、克兰树等植物所构成。其冠层之下第二层则是由翼核木、山猪枷、小叶朴和白肉榕等所构成，而刺灌木丛则有腺果藤、乌柑仔等。而伴生藤本植物则发现有盘龙木、扛香藤及腺果藤等，且数量繁多并已开始有危害其他树木生长现象发生。
土壤发育深厚地：在此类土壤生长之森林以次生林为主，较早期的次生林主要是由构树、血桐及虫屎所形成，而较晚期的次生林则是由咬人狗、棱果榕、岭南白莲茶及榕树所构成，而在这两期的次生林的伴生植物则可发现鲁花树、白桕、黄连木、菲律宾馒头果等。
初期开垦地：在初期开垦地中，主要遗留物种为早期居民所种植的龙眼、荔枝及槟榔，在此一区域中也可见自生的次生植物如血桐、棱果榕、咬人狗、刺竹、绿竹及麻竹等。
中柴山植被
中柴山地区的植被则多为日治时期所栽植的保安林地或是次生演替的森林，主要以银合欢及豆科的相思树构成，由于初期的因柴薪需求的滥垦，目前有原生植被已相当少见。残余的原生植被次生林则是以血桐、构树为为主，另外各植物层分别为：
树冠层植物：种类有无患子、黄连木、台湾假黄杨、咬人狗、白榕、棱果榕、小叶朴、雀榕、恒春山枇杷、榕树及九芎。
小乔木层植物：常见种类有树杞、狗骨仔、小梗木姜子、山柚仔、软毛柿等。灌木层植物：以山棕、乌柑仔、玉山紫金牛、粗糠柴、月橘等为主所构成。木质藤本植物：主要由菊花木、盘龙木、猿尾藤、武靴藤、粉藤、扛香藤等所组成。
干旱贫瘠处植物：是以黄荆、恒春厚壳树为主，而悬崖处则有榕树、白榕、雀榕、大叶雀榕等附着生长，并在裸露岩层中攀爬有山猪枷。
刺灌木植物：有乌柑仔、小刺山柑、台湾山柑、鲁花树、腺果藤、华茜草树等。
南柴山地区
南柴山地区因近中山大学校园、寿山动物园及西子湾，人为开发较其他区域为多，目前以次生植被为主。
独特植被
根据静宜大学陈玉峰教授的调查，柴山西海岸地区存有数处独特的植被特征 ，包括：
台湾地区面积最大及密度最高的山猪枷密灌丛。
海枣群落主要分布点。
台湾地区密度及数量最高的细穗草（Leptrurs repens）。
位于山海宫下方的海崖岩壁上发现可能为新种植物的黄鹌菜（Youngia japonica），目前正由中央研究院鉴定中。 据中山大学生物系在柴山地区的调查观察，共记录有5种两栖类、24种爬虫类、106种鸟类、8种哺乳动物、50种蝶类及21种蜗牛
哺乳类动物
柴山地区的野生哺乳类动物以台湾猕猴最有名，除猴岩外亦分散在柴山的各处树林中，其他常见的动物尚有赤腹松鼠、山羌、白鼻心及穿山甲。其中山羌和台湾猕猴目前被列为保育类动物。
鸟类
柴山西北岸临海、东南边以鼓山路和都会区所隔绝，形成绝佳之生物庇护所，水鸟与山鸟均有，其中百分之七十为留鸟，其他为候鸟或过境鸟。而106种鸟类中有25种列属珍稀保育类野生动物，台湾特有种或特有亚种的鸟类有21种，目前优势鸟种是画眉科的鸟类，如台湾画眉、小弯嘴、绣眼画眉、山红头等，而画眉科的4种画眉都是台湾特有亚种，也是本区极普遍的鸟类。而西子湾位于旗津半岛和柴山之海域港口间，过境期间常有海鸥、燕鸥等鸟类过境，也是高雄地区海鸟分布较密集的地点。
爬虫类
常见的有的蝎虎、斯文豪氏攀木蜥蜴、台湾草蜥、长尾南蜥、台湾滑蜥，而保育类则有台湾草蜥、蓬莱草蜥、台湾滑蜥、眼镜蛇、雨伞节、龟壳花
蝶类
在柴山可以发现包括有琉璃小灰蝶、黄裳凤蝶、红纹凤蝶、玉带凤蝶、绿斑凤蝶、小紫斑蝶、黄带枯叶蝶等共五十余种不同的蝶类。在过去，柴山有大量的蝴蝶幼虫食草及蜜源植物马兜铃，但由于近年来登山民众滥采马兜铃，导致柴山地区蝴蝶数量锐减。2005年时的柴山祭主角，保育人士以黄裳凤蝶与蔓藤马兜铃为柴山代言物种，以突显柴山物种危机。 1992年5月，高雄地区环保人士成立“柴山自然公园促进会”，称称“柴山会”，推动在寿山地区成立自然公园，并诉求以“柴山”挂名。1997年2月，高雄市政府于公布“高雄市寿山自然公园管理办法”，明订等高线10米之鼓山路以西之寿山地区及西部海岸区域划定为自然公园之范围。同年5月，成立“高雄市寿山自然公园推动委员会”，并于第五次会议中确定公园五大分区划设方式及原则。2000年10月，高雄市政府将上述管理办法修订为“高雄市寿山自然公园管理自治条例”。。
自然公园园区内设有“台湾猕猴自然生态保护区”以保护台湾猕猴。另外为减少对地表草本植物的破坏，寿山自然公园内主要登山路线所铺设的步道皆是木栈道，不会直接与表土接触，以减少对地表草本植物的破坏。
2009年10月，高雄市市长陈菊向行政院院长吴敦义提议成立国家级寿山自然公园，已获指示交由内政部营建署推动筹办“寿山国家自然公园”。2011年12月6日内政部营建署成立寿山国家自然公园筹备处。
