FLORA
La flora de Santa Rosa pertenece a la unidad fitogeográfica del Monte. Entre las especies más representativas del departamento, pueden mencionarse el algarrobo dulce, arbustos como la jarilla y la zampa y hierbas de los géneros Asistida, Setaria, Digitaria y otras.
FAUNA
En el departamento de Santa Rosa viven especies animales típicamente subandinas: mamíferos, tales como el ratón, el cuis, la comadreja, el pichi, el quirquincho y el zorro gris; aves como la perdiz, el pato, el jote, el carancho, la paloma y otras; además de diversos ofidios y demás reptiles.
HIDROGRAFÍA
El río Tunuyán ha sido vital para el desarrollo de Santa Rosa y atraviesa el departamento en sentido noroeste-sudeste. Dicho curso se caracteriza por ser semipermanente; sólo en ocasiones su caudal es importante.
Por otra parte, pueden apreciarse numerosos ríos y arroyos secos, algunos de los cuales se llenan con las lluvias estivales.