La flora és més pobra (per efecte de la insularitat i el clima) que la del continent asiàtic adjacent i la de l'illa japonesa de [[Hokkaido]] que és al sud. Habiten al menysalmenys 35 espècies de mamífers, els més coneguts són l'ós, la [[Marta (espècie)|marta]], la [[llúdriga]], [[visó europeu]], [[ren]] i [[Moschus|cérvol mesquer]]. També hi ha lleons marins.<ref>{{Citar publicació |cognom=Kuroda |nom=Nagamichi |article=The mammal fauna of Sakhalin |url=http://www.jstor.org/discover/10.2307/1373270?uid=3737952&uid=2129&uid=2&uid=70&uid=4&sid=21101800922773 |llengua=anglès |consulta=20/3/2013 |publicació=Journal of Mammalogy |volum=9 |exemplar=3 |data=agost de 1928 |pàgines=222 }}</ref>
