Los bosques de este municipio, que ocupan un área de aproximadamente 10.000 kilómetros cuadrados y representan el 80% del territorio municipal, hacen parte de la zona de amortiguación del Parque Nacional Natural Serranía de Chiribiquete. Los humedales ocupan un área de aproximadamente 2.000 kilómetros cuadrados del territorio municipal.

Cartagena del Chairá fue uno de los municipios que registró las más altas de deforestación después de la firma del Acuerdo de Paz en 2016 con la entonces guerrilla de las FARC.

La ganadería extensiva representa una economía rentable, aunque nada sostenible con su entorno pues en los últimos años ha sido la principal causa de la deforestación de 81.040 hectáreas de bosque. Ello constituye cerca del 45% del total de la deforestación de Caquetá que, a su vez, es el departamento más afectado por este flagelo ambiental.

Cartagena del Chairá comparte con Puerto Leguízamo el territorio del Parque Nacional Natural La Paya. Este se encuentra fuertemente amenazado, entre otras causas, por la pesca y caza ilegales.

La Reserva Forestal Protectora de la Cuenca del Río Caguán es otra área protegida en el municipio. Esta reserva tiene una superficie de 170.000 hectáreas y se encuentra en la cuenca alta del río Caguán, afluente del río Amazonas. La reserva, importante corredor biológico para la fauna de la región, está formada por bosques húmedos tropicales, bosques de galería, sabanas y humedales y, como otros importantes ecosistemas, está amenazada por la deforestación, la minería ilegal y la contaminación.