La región del Tapajós presenta diversos tipos de ecosistemas. En el sur, tiene grandes remanentes de la Sabana Brasileña, llamada Cerrado. Subiendo hacia el norte, tiene una gran parte de zonas de contacto (ecotono), donde se encuentran el Cerrado y la Selva Amazónica. Las áreas de contacto entre la Selva Amazónica y el Cerrado se caracterizan por un clima altamente estacional, hiperciclaje de nutrientes-carbono e hiperdinámica de la vegetación (Oliveira et al. 2017; Valadão et al. 2016). La Región del Tapajós es considerada una de las principales zonas de endemismo de la Amazonía, caracterizándose por ser un área de barrera geográfica para determinadas especies de aves. También presenta un alto endemismo para especies de peces. Sin embargo, la mayoría de los estudios sobre biodiversidad realizados en la región se restringen a la porción norte del Tapajós, con varias especies aún desconocidas por la ciencia. El área bajo protección legal mediante la creación de áreas protegidas (AP) comprende aproximadamente 10 millones de hectáreas (en 34 AP) o el 22% de toda la región. 

Toda esta diversidad de especies de fauna y flora ha sido gestionada históricamente, desde tiempos remotos, por pueblos indígenas y, más recientemente, por comunidades tradicionales que habitan la región desde hace cientos de años. La diversidad de las prácticas de gestión de los bosques y las tierras se refleja en la rica sociobiodiversidad de la región. Las prácticas de manejo forestal, la agroforestería, los pantanos y los sistemas de roza, tumba y quema han permitido la conservación y dispersión de variedades y especies agronómicas fundamentales para la subsistencia, la seguridad alimentaria y la nutrición de estos pueblos, al igual que tienen una enorme relevancia desde el punto de vista económico.

El Tapajós también alberga una formación geológica que da lugar a una de las mayores reservas de oro del mundo. En cuanto a la extracción ilegal, la mayor parte se realiza en Territorios Indígenas, como el Territorio Indígena Munduruku (pueblo Munduruku), Bau y el Territorio Indígena Mengrakoti (pueblo Kayapó). La minería ilegal de oro, la expansión de las plantaciones de soja, los pastos (para la producción de carne) y las infraestructuras para la extracción/producción, almacenamiento y transporte de materias primas son las principales amenazas para las personas y la biodiversidad en la Región del Tapajós. 

La construcción y la pavimentación de carreteras como la BR-163 y la BR-319 denominada Transmazônica, la instalación de puertos y vías navegables y la construcción de silos al servicio del comercio mundial de mercancías y de los intereses de las grandes corporaciones han ido modificando el paisaje y la dinámica de los ríos de la región. La construcción del ferrocarril Ferrogrão, que conecta las zonas de producción de soja en el estado de Mato Grosso con la estructura portuaria en consolidación en el estado de Pará, pretende allanar el camino para la transformación del Arco Norte en el nuevo y mayor polo de exportación de Brasil, acortando la distancia entre Brasil y Europa, Brasil y Estados Unidos y, sobre todo, Brasil y China.