La fauna hawaiana ha trascorso 70 milioni di anni evolvendosi in isolamento: molte piante e animali autoctoni non si trovano da nessun'altra parte sulla terra. Sebbene specie invasive come maiali e ratti abbiano ridotto molte popolazioni native, uccelli tropicali, fiori e altra fauna e flora indigene prosperano nei numerosi parchi statali e nazionali.
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Il parco nazionale di Haleakala, a Maui, offre escursioni, mountain bike e viste panoramiche dalle pendici di un vulcano inattivo. Gli escursionisti più avventurosi possono fare trekking verso le isolate Waimoku Falls di 400 piedi. Iao Valley State Park, sempre a Maui, ospita la suggestiva formazione rocciosa di 1.200 piedi Iao Needle. Waimea Canyon, a Kauai, è stato chiamato il "Grand Canyon del Pacifico", a 10 miglia di lunghezza e 3000 piedi di profondità.
Nel 2006, il presidente George W. Bush ha creato il monumento nazionale marino delle Isole Hawaii nord-occidentali - che copre 140.000 miglia quadrate, è la più grande area di conservazione negli Stati Uniti. Include 4.500 miglia quadrate di sana barriera corallina e ospita 7000 specie marine, tra cui squali, delfini e specie in via di estinzione come la foca monaca hawaiana e la tartaruga verde. Conosciuto anche come Papahanaumokuakea, l'area era considerata sacra dalla religione hawaiana, che insegnava che era la fonte di tutta la vita sulla terra.
L'isolamento delle Hawaii dalla luce continentale e dall'inquinamento atmosferico lo rende un centro importante per la ricerca astronomica. I telescopi di proprietà dell'Università delle Hawaii, della NASA, della Caltech, della Smithsonian Institution e di altri vertici della cima di 14.000 piedi di Mauna Kea, sulla Big Island.
