Les hauts plateaux de Chartreuse se présentent comme un vaste synclinal perché au-dessus de la vallée du Grésivaudan, s’étendant sur vingt kilomètres de long de la Dent de Crolles au Granier. Véritable "île calcaire", la Chartreuse et en particulier les hauts plateaux apparaissent comme un important territoire refuge pour des plantes rares à aire de répartition morcelée par les glaciations, comme la Vulnéraire du Dauphiné et la Potentille luisante. Quelques chiffres concernant la Réserve Naturelle des Hauts de Chartreuse, créée en 1997, illustrent la diversité biologique locale : on y dénombre 156 espèces animales, dont 13 d’amphibiens et de reptiles, 100 d’oiseaux et 43 de mammifères. Les milieux naturels y sont très variés, des forêts thermophiles (recherchant la chaleur) en exposition sud et à basse altitude aux hêtraies neutrophiles, en passant par les prairies humides à Molinie bleue, ou les pessières froides des versants ombragés. On rencontre aussi sur ce massif calcaire des sources carbonatées où le calcaire se dépose en concrétions jusqu’à former une roche (le tuf) : ce sont des sources pétrifiantes, encore appelées tuffières. C’est un habitat très particulier et très fragile qu’il convient de préserver de toute destruction. Les voltigeurs montagnards, comme le Chocard à bec jaune, viennent ici chercher les courants d’air ascendant pour effectuer leurs figures de vol. Le Tétras lyre, quant à lui, vit en limite supérieure de forêt. Au printemps, les montagnes résonnent de ses chants. Les parades nuptiales se font sur des arènes, territoires sur lesquels se déroulent les danses. Le mâle dominant occupe l’arène centrale qu’il a obtenue après combat avec ses rivaux. Très sensible aux dérangements dus au développement du tourisme hivernal, il préfère des milieux plus ouverts et tranquilles. Parmi les oiseaux, citons encore l’Hirondelle des rochers et le Tichodrome échelette. Deux chauves-souris ont été observées dans les vieux arbres de la forêt de Chartreuse. L’Oreillard septentrional, encore appelé Oreillard roux, est peu distinct de l’Oreillard gris. Les deux espèces sont pourvues d'oreilles bien caractéristiques, d'où leur nom... Pesant moins de sept grammes, le Vespertilion à moustache est pour sa part l’un des plus petits mammifères d'Europe. Certaines grottes présentent par ailleurs un grand intérêt pour la Barbastelle.
La flore de la Réserve naturelle est d’une grande richesse, à l’image de la diversité des milieux qui s’y rencontre. L’emblématique Sabot de Vénus, encore appelé "Pantoufle de Notre-Dame" du fait de la forme de sa fleur, se développe en plusieurs endroits. La Primevère oreille d’ours est facilement reconnaissable à ses feuilles oblongues, glabres, charnues, lisses, entières ou dentées et situées toutes à la base ; on la trouve en populations assez importantes dans les Préalpes calcaires de la région, et elle est protégée en France. On peut aussi admirer l'Ophioglosse (ou "Langue de serpent"). Véritable fossile vivant, cette petite fougère est plus fréquente dans les prairies humides. Il est aussi possible de la rencontrer dans des milieux plus secs (pelouses de coteaux calcaires par exemple) dans des régions à forte pluviosité. Son unique feuille est composée d’un limbe ovale et d’un épi de sporanges lui donnant l'aspect d'une langue de serpent. La présence de l’Orchis à odeur de vanille, de la Lunaire vivace ou du Polystic à aiguillons mérite également d'être signalée, de même que la présence de secteurs humides comme dans la Combe de l'Aileret. On observe là, sur une superficie réduite, trois espèces distinctes de grassettes.
Il s'agit de plantes carnivores, qui doivent leur nom à leurs feuilles collantes sur lesquelles viennent s'engluer de petits insectes. Leur présence est associée à certains milieux humides, "bas-marais" "(marais tout ou partie alimentés par la nappe phréatique) ou suintements.
La Grassette vulgaire (à fleurs de petite taille) est la plus répandue, notamment dans la zone alpine.
La Grassette à grandes fleurs, nettement plus rare, est présente dans les zones humides calcaires d'Europe occidentale.
La répartition de la Grassette rose (en fait, une sous-espèce de la précédente), est encore plus restreinte puisqu'il s'agit d'une forme endémique caractéristique des massifs subalpins français, dont la Chartreuse. Comme son nom l'indique, ses fleurs ont une coloration bien distincte des précédentes.