La regione dei monti Allegheny, contrariamente al resto dello stato, ha un clima temperato umido con estati più fredde, in cui la temperatura media mensile estiva è inferiore ai 20 °C, e inverni più rigidi, nei quali la temperatura rimane sempre al di sotto dello zero; la media delle precipitazioni nevose è superiore ai 1.520 mm. La temperatura minima mai registrata nello stato è di -40 °C (1912); la massima è di 43 °C (1936).

Le foreste coprono il 41% del territorio statale. La quercia e il pino sono le forme arboree prevalenti nella Pianura costiera atlantica, mentre nella regione dei monti Allegheny si trovano perlopiù la betulla, l’acero e il tiglio. Tra le altre specie tipische vi sono inoltre il salice, l’hickory, il castagno e il frassino. Tra i numerosi fiori selvatici sono presenti il rododendro e l’azalea, la violetta e l’aquilegia. Il cervo, la volpe, il procione, la moffetta, l’opossum, il coniglio selvatico, lo scoiattolo, il topo muschiato popolano l’intero territorio dello stato.

L'avifauna si compone di passeri, scriccioli, anatre, gabbiani, procellarie e cormorani. Nelle acque dolci del Maine abbondano il salmone, la trota e il luccio, nel mare il merluzzo, il gambero, il granchio, l’aragosta (rinomata in tutti gli Stati Uniti) e diverse specie di molluschi. Lungo la costa vive, in affollate colonie, la foca.

Nello stato sono presenti giacimenti di minerale di ferro, manganese, rame, zinco, oro, argento e platino, oltre a sabbia, ghiaia, granito, quarzo, grafite e calcare. L’industria estrattiva non rappresenta tuttavia una voce di rilievo nell’economia del Maine, contribuendo solo per lo 0,01% alla formazione del prodotto interno lordo statale. Nella baia di Chesapeake svernano numerose specie di uccelli acquatici. Le acque sono popolate dall’ostrica, dal pesce persico, dal pesce serra, dal granchio e da vari molluschi.