Taman Nasional Kutai memiliki berbagai tipe vegetasi utama yaitu vegetasi hutan pantai/mangrove, hutan rawa air tawar, hutan kerangas, hutan genangan dataran rendah, hutan ulin/meranti/kapur dan hutan Dipterocarpaceae campuran. Taman nasional ini merupakan perwakilan hutan ulin yang paling luas di Indonesia.
Beberapa tumbuhan yang ada di taman nasional seperti bakau (Rhizophora sp.), tancang (Bruguiera sp.), cemara laut (Casuarina equisetifolia), simpur (Dillenia sp.), meranti (Shorea sp.), benuang (Octomeles sumatrana), kapur (Dryobalanops sp.), ulin (Eusideroxylon zwageri), 3 jenis raflesia dan berbagai jenis anggrek.
Pohon ulin yang terdapat di Sangkimah memiliki tinggi bebas cabang 45 m, diameter 225 cm atau keliling batang 706 cm dan volumenya 150 m3. Pohon ini tercatat sebagai pohon tertinggi dan terbesar di Indonesia.
Disamping memiliki potensi keanekaragaman tumbuhan, taman nasional ini juga memiliki potensi keanekaragaman satwa yang tinggi, yaitu dari kelompok primata seperti orangutan (Pongo satyrus), owa kalimantan (Hylobates muelleri), bekantan (Nasalis larvatus), kera ekor panjang (Macaca fascicularis fascicularis), beruk (M. nemestrina nemestrina), dan kukang (Nyticebus coucang borneanus). Taman nasional ini merupakan lokasi taman nasional ketiga sebagai pusat rehabilitasi orangutan yang berlokasi di Teluk Kaba.
Beberapa lokasi/obyek yang menarik untuk dikunjungi:
Teluk Kaba dan Muara Sangkimah. Wisata bahari dan pengamatan satwa seperti orangutan, bekantan, rusa sambar, kancil, beruang madu dan burung.
Teluk Lombok dan Muara Sungai Sangata. Wisata bahari dan pengamatan hutan bakau yang masih utuh.
Prevab Mentoko. Penelitian dan pengamatan satwa seperti beruang madu, orangutan, kancil, rusa sambar, dan babi hutan.
Goa Lobang Angin. Wisata goa.