El área protegida cuenta con los siguientes ecosistemas de Páramo, altoandino y subandino. De acuerdo al IDEAM los bosques andinos están ubicados por encima de los 1000 msnm, hasta un límite superior que puede llegar hasta los 4000 msnm aproximadamente para el Parque Nacional Natural Las Hermosas esta cota superior está en los 3600 msnm, donde este ecosistema boscoso está definido como aquel que presenta un estrato superior de árboles entre 20 y 35 m de altura o más, y esta representados en una alta proporción por distintas familias del orden Rosales (Cleef et al. 1983b, a partir de Cuatrecasas, 1934), en ese sentido encontramos bosque Subandino en el municipio de Rioblanco y Chaparral-Tolima, igualmente los bosques andinos comprendidos en una franja altitudinal entre los 2900 y los 3800 msnm, son denominados altoandinos y se caracterizan por presentar “un estrato de árboles y arbustos entre 3 y 8 metros de alto, con predominio de compuestas” (cleef, 1993).

En ese sentido los ecosistemas de páramo, están contemplados como ecosistemas de alta montaña y se desarrollan en alturas por encima de los 3000 msnm. Su ubicación en la zona ecuatorial y su altura, les permite tener temperaturas inferiores a los 10°C, sus suelos suelen ser de origen volcánico, por ello su fertilidad es alta.

En el Parque Nacional Natural Las Hermosas-Gloria Valencia de Castaño encontramos diferentes representantes de fauna que forman parte integral de la misma, como lo son el oso andino (Tremarctos ornatos), el cual ha sido observado con una mayor frecuencia en el parque, en ese mismo sentido se ha observado la danta de montaña (Tapirus pinchaque), el periquito de los nevados (Bolborhynchus ferrugineifrons) y el pato andino (Oxyura jamaicensis andina). De igual forma el parque es el hábitat de especies como el puma (Puma concolor), el tigrillo (Leopardus tigrinus), ocelote (Leopardus pardalis), venado conejo (Pudu mephistophiles), venado soche (Mazama Rufina), guagua (Cuniculus paca), mono aullador colorado (Alouatta seniculus), Loro Orejiamarillo (Ognorhynchus icterotis), entre otros, los cuales cumplen funciones de gran importancia para actividad y estructura de los suelos, lo cual permite mantener el equilibrio biológico de los ecosistemas.

El Parque Nacional Natural Las Hermosas-Gloria Valencia de Castaño protege ecosistemas estratégicos para la conservación de la biodiversidad y los procesos hidrológicos en la alta montaña de los Andes Centrales, vitales para el abastecimiento de seis (6) cuencas andinas en el Valle del Cauca y Tolima. Estos ecosistemas son demandados constantemente en calidad y cantidad por diversos sectores, como distritos de riego para caña y arroz, acueductos rurales y urbanos, y proyectos de generación de energía, para sus procesos productivos.

La presencia humana en el Parque y su zona con función amortiguadora se remonta a miles de años atrás, según los vestigios arqueológicos encontrados en el valle del río Magdalena, en su vertiente occidental para el departamento del Tolima, y en la vertiente oriental en el valle del río Cauca, departamento del Valle del Cauca, así como en algunos sitios de los piedemontes de la cordillera Central. Estos vestigios evidencian una población que estableció sus lugares de vivienda sobre los bosques andinos, donde desarrollaban prácticas agropecuarias, de recolección y cacería. Los páramos eran concebidos por estos grupos como lugares sagrados y de protección para su poblado.

Dentro de los grupos asentados en la cordillera central, se destaca la presencia de los Pijaos, quienes habitaron el sur del Tolima y vivieron en lo más alto de las montañas, agrupados en pequeños caseríos o asentamientos.

Actualmente, no hay comunidades indígenas habitando en el interior del Parque, sin embargo, se encuentran presentes tres etnias indígenas en los municipios que rodean el área protegida. En el municipio de Chaparral, ubicado en la vertiente Nor-Oriental del Parque, se encuentra la etnia Pijao. En el municipio de Tuluá, en la vertiente Nor-Occidental, se encuentra la etnia Emberá Chami. Y en los municipios de Rioblanco y Pradera, en el sur Oriente y Sur Occidente respectivamente, se encuentra presente la etnia Páez (Nasa).

Por otra parte, el Parque y su zona con función amortiguadora cuentan con asentamientos de población campesina que sustentan su economía a partir de la ganadería de alta montaña y la producción de alimentos. Los municipios con mayor presencia de población asentada dentro del Parque y su zona de influencia son, respectivamente: Guadalajara de Buga (El Placer, El Rosario, El Salado, Playa del Buey y Rioloro), Chaparral (Corregimiento Las Hermosas: veredas Alemania, San José, Aurora Hermosas, El Escobal y El Davis, y en el Corregimiento La Marina: veredas San Marcos, San Fernando, Alto Ambeima y Floresta de Ambeima), y Rioblanco (zonas altas de los corregimientos Gaitán y Maracaibo).