Weil der Sandstein sehr durchlässig ist, gilt das Elbsandsteingebirge als eher wasserarmes Gebiet. Als Lebensraum haben unter den Bächen der Sächsischen Schweiz die Kirnitzsch, die Sebnitz und die Polenz rechtselbisch sowie die Biela und der Krippenbach linkselbisch größere Bedeutung. Zu ihrer Wasservegetation zählen einige Indikatoren für saubere Gewässer, etwa der Flutende Wasserhahnenfuß und der Haken-Wasserstern, außerdem bestimmte Moose (Fontinalis antipyretica) und auch eine seltene Rotalge (Batrachospermum sp.). An kleineren Bachwiesen findet man den Straußenfarn und das Krause Greiskraut. Falls sich ein schmaler Streifen Bachwald ausbilden kann, kommen Fragmente des submontanen Auenwaldes (Erlen-Eschen-Bachwald) vor. Stellenweise lässt sich auch die Vegetation so genannter Bach-Hochstaudenfluren nachweisen. Dafür stehen Gemeine Pestwurz und Weiße Pestwurz, Rauhaariger Kälberkropf und Hain-Sternmiere. Bäche und Flüsse sind regelmäßiges Nahrungshabitat für den Schwarzstorch, aber auch Wasseramsel, Gebirgsstelze und seltener der Eisvogel sind Brutvögel dieses Lebensraumes.
Die Fließgewässer besiedeln charakteristische Fischarten, wie Bachforelle, Äsche, Bachneunauge und Westgroppe. Selten kommen Schmerle und Elritze vor. Auch der Atlantische Lachs ist in diesen Flüssen wieder heimisch.
Ein weiterer charakteristischer Besiedler von kleinen Fließgewässern und Bachoberläufen in Laubwaldgebieten ist der Feuersalamander. Praktisch in allen Fließgewässern kommt der Fischotter als faunistische Rarität vor, außerdem die weniger bekannte Wasserspitzmaus.
Die Schluchten der Sächsischen Schweiz weisen oft canyonartige Formen auf. Hier brüten Mäusebussard oder Sperber. Auch der Uhu hat seine Horste in den ruhigen Seitentälern.
In den unteren Bereichen dieser Gründe bildet sich oft ein besonderes Eigenklima heraus, das sogenannte Kellerklima. Wo solche Bedingungen herrschen, gedeiht auch eine ganz eigene Pflanzenwelt. So ist dieses Eigenklima die Ursache für bodensauren Tannen-Fichten-Buchenwald mit seiner montanen Bodenvegetation. In solchen Schluchten gibt es auch seit jeher natürliche Fichtenvorkommen. Die in Sachsen vom Aussterben bedrohte Weißtanne hat hier ebenfalls noch eine Heimat. Darüber hinaus gedeiht hier eine hohe Artenvielfalt an Moosen und Farnen – auch sie sind an diese Schluchtstandorte gebunden.