Das Gebiet um den Isfjorden ist eines der fruchtbarsten auf ganz Spitzbergen. Mehr als drei Viertel aller auf Svalbard vertretenen Gefäßpflanzen sind im Isfjorden zu finden, wo die Vegetation allgemein üppiger und dichter ist, als an einem anderen Platz auf der Inselgruppe. Die Vegetationform in den feuchten, moorigen äußeren Bereichen des Fjordes ist eine typische nördlich-arktische Tundra. Charakteristisch ist hier die Schnee-Hainsimse (oder auch Hainbinse, Luzula nivalis) und die Berg-Hainsimse (Luzula confusa). Weiter im Inneren des Fjordes geht die Vegetationsform in die mittel-arktische Tundra über, die durch die Arktische Glockenheide (Cassiope tetragona) charakterisiert ist. Kalziumreiche Flachmoorgebiete sind um Bohemanflya und an einigen Stellen im östlichen Ekmanfjorden nahe Kapp Thordsen zu finden. In diesem Gebiet gibt es auch größere, fruchtbare Areale mit dichter Vegetation, sogar Moltebeeren (Rubus chamaemorus) wachsen hier. Im Sauriedalen und am Kapp Thordsen finden sich auch größere Flächen mit dicken Torfablagerungen. An Kapp Wijk ist die Vegetation in den Salzmarschen artenreich und die Arktische Glockenheide dominiert den Süden des Fjordes bis zum Sassenfjorden.
Die inneren Bereiche des Isfjorden bieten wärmeliebenden Arten bessere klimatische Voraussetzungen. In den östlichen und inneren Teilen des Billefjorden wächst auf trockenen Bergrücken der Silberwurz (Dryas octopetala). Die wärmeliebende Vegetation setzt sich ins Tal Gipsdalen und an beiden Seiten des Tempelfjorden fort. Die wärmsten Areale liegen an den südwärts gerichteten Hängen, dort sind auch vom Festland bekannte Pflanzenarten wie Zwergbirke (Betula nana), Krähenbeere (Empetrum nigrum), die seltene Arktische Glockenblume (Campanula rotundifolia) und die Arktische Heidelbeere (Vaccinium uliginosum) zu finden.

Vor allem in den Sommermonaten erregen die großen Vogelfelsen mit ihrem regen Flugverkehr und geschäftiger Brutaktivität Aufmerksamkeit. Alle typischen Vogelarten sind hier vertreten, u.a. Krabbentaucher, Papageitaucher, Dickschnabellumme, Eismöwe, Gryllteiste, Eissturmvogel und Dreizehenmöwe. Es gibt zahlreiche Vogelfelsen im Isfjorden, z.B. Templet im Sassenfjorden, Skansen und Gipshuken im Billefjorden, Fuglefjella nahe Grumant, Fjordnibba im Tempelfjorden, Tschermakfjellet in Nordfjorden und Alkehornet bei Trygghamna.
Einige der kleinen Inseln im Isfjorden sind wichtige Brutgebiete für Gänse, Enten, Watvögel und Möwen. Auch die vielen kleinen Seen und Tümpel entlang der Küste sind wichtige Brut- und Futterplätze für Arten wie das Thorshühnchen und andere Watvögel sowie Prachteiderenten, Sterntaucher und Eisenten. Auch Gänse nutzen diese Inseln als Rastplatz und für die Mauser. Beispiele für solche Gebiete sind Erdmannflya, Bohemanflya, die tiefer gelegenen Teile des Gipsdalen, das Sassendalen, das Adventdalen, das Colesdalen und Kapp Linné.
Drei der 15 Vogelschutzgebiete Spitzbergens liegen im Isfjorden. Von internationaler Bedeutung ist dabei die Iselgruppe Gasoyane an der Mündung des Billefjorden, da hier eine besonders hohe Zahl von Vögeln und besonders viele unterschiedliche Arten anzutreffen sind. Es gibt große Brutkolonien von Eiderenten, Nonnengänsen (Weißwangengänsen), Kurzschnabelgänsen, Ringelgänsen, Küstenseeschwalben und viele Brutpaare der Thorshühnchen, Eismöwen und Mantelmöwen. Das Schutzgebiet Boheman besteht aus mehreren kleinen von flachem Wasser umgebenen Inseln. Hier gibt es größere Kolonien von Eiderenten und Nonnengänsen sowie zahlreiche Eismöwen und Mantelmöwen.

Im Isfjorden gibt es ein reiches kulturelles Erbe an zahlreichen Plätzen. In den Seitenfjorden findet man Überreste aller historischen Phasen Spitzbergens. Bereits im Jahr 1596 wurde der Fjord von Willem Barentsz beschrieben. Er spricht im Zusammenhang mit der Fjordmündung von "Grooter Inwijck". Im Jahr 1607 bezeichnete Hudson den Isfjorden dann als "The Great Indraught". Beide Bezeichnungen beziehen sich auf die Fjordmündung und nicht auf das eigentliche Fjordsystem. Die Bezeichnung "Ice-Fjord" wurde dann im Jahr 1610 von Poole erstmals verwendet.
Die ältesten Spuren menschlicher Aktivitäten, die entlang der Strände des Isfjorden gefunden werden können, stammen von Walfängern aus dem 17. und 18. Jahrhundert. Die Walfänger errichteten ihre Stationen an der Fjordmündung, wo während der Sommermonate Jagd auf Grönlandwale gemacht wurde. In Trygghamna sind die Überreste von Tranöfen aus der Frühzeit des Walfangs zu finden. Andere Spuren dieser vermutlich großen Walfangstation hat die Zeit verwischt. Die inneren Fjordbereiche scheinen für die frühen Walfänger wenig interessant gewesen zu sein.
Nachdem die Walfänger den Isfjorden verlassen hatten, traten die Pomoren an ihre Stelle. Die Pomoren waren Jäger und vor allem an Walrossen und Pelztieren interessiert. Daneben machten sie auch Jagd auf Rentiere, Robben und Vögel und sammelten Eier. Überreste größerer und kleinerer Trapperstationen sind entlang des Isfjorden zu finden. Russekeila, eine Bucht im Süden des Fjordes zwischen Festningen und Kap Linné, war viele Jahre von Pomoeren bewohnt. Es entstand eine der größten Fangstationen Spitzbergens und noch heute findet man hier Überreste der Fundamente mehrerer Gebäude sowie Gräber. Die Gegend war für die Jagd auf Polarfüchse bestens geeignet und bot gute Ankerplätze, auch Eiderenten und Gänse lebten in großer Zahl dort.
Im Isfjorden gibt es auch Spuren der norwegischen Jäger, die im 19. und 20. Jahrhundert auf Spitzbergen überwinterten. Grundlage waren die gleichen Resourcen, die vorher die Pomoren nutzten. Die Fangstation Fredheim im Sassenfjorden ist eine der größten auf ganz Spitzbergen und gehörte dem berühmten Jäger Hilmar Nois. Er wohnte dort auch viele Jahre lang. Die Hütten in Fredheim stammen aus zwei Phasen. Das Hauptgebäude "Villa Fredheim" wurde 1924 begonnen und mehrfach umgebaut und erweitert. Seinen letzten Winter auf Svalbard verbrachte Hilmar Nois 1963 zusammen mit seiner Frau Helfried.
Fredheim wurde als Fanghauptstation ab Mitte der 1920er Jahre genutzt. Besondere Erwähnung verdienen die Frauen, die zusammen mit Hilmar Nois die Winter in Fredheim verbrachten, insbesondere seine zweite Frau Helfried. Nois versuchte, Fredheim etwas wohnlicher zu gestalten, indem er neben einigen Pflanzen auch Vorhänge und Tischdecken einführte, außerdem errichtete er einen Fahnenmast. Damit unterschied sich Fredheim deutlich von den anderen typischen Trapperhütten. Aber trotzdem war Fredheim eine Fangsstation mit abgelegenen Nebenstationen und Fallen für Eisbären und Polarfüchse.
Östlich von Villa Fredheim liegt die Hütte Gammelhytta, auch als Danielbua bezeichnet. Sie wurde von Daniel Nois während seines Aufenthaltes im Winter 1911 - 1912 errichtet. Der Strandsaum bei Fredheim wird immer weiter abgetragen und im Jahr 2001 musste Gammelhytta umgesetzt werden, um nicht ins Meer zu rutschen. Im gleichen Jahr wurde sie auch renoviert. Sie sieht heute noch wie früher aus, mit Moos zum Abdichten der Ritzen zwischen den Holzbohlen und Rinde und Torf als Schutz für die Außenwände und das Dach.
Kap Wijk wird noch als Jagdstation genutzt. Drei Generationen von Hütten mit einer langen Tradition bilden die Station. Der legendäre Jäger Arthur Oxaas ist eng mit der Geschichte von zwei der Hütten verbunden. Die dritte Hütte wurde vom ebenfalls bekannten Jäger Harald Solheim gebaut.
Entlang des Fjordes finden sich auch Zeugnisse wissenschaftlicher Expeditionen. Bei Kapp Thordsen errichtete Adolf Nordenskiöld die Station Svenskehuset 1872. Sein Ziel war es, die auf Spitzbergen vorkommenden Mineralienlagerstätten auszubeuten und wissenschaftliche Arbeit in den Polarregionen zu fördern. Svenskehuset wurde errichtet, um Koprolith (fossiler Kot) als Phosphatquelle abzubauen - die Idee wurde aber nie in die Praxis umgesetzt. Das Haus ist bekannt als Ort einer der bekanntesten und gleichzeitig tragischen Überwinterungsgeschichten Spitzbergens. Siebzehn norwegische Robbenjäger starben hier im gleichen Jahr, in dem das Haus errichtet wurde. Sie hatten es als Notunterkunft während der Wintermonate genutzt und starben an Bleivergiftung durch Nahrung aus Konservendosen.
Im ersten internationalen Polarjahr 1882 - 1883 wurde Svenskehuset durch eine schwedische Forschergruppe als Überwinterungsstation genutzt. Einer der Überwinterer, Salomon August Andreé, starb später beim Versuch, den Nordpol mit einem Heißluftballon zu erreichen. Das Haus ist das einzige noch erhaltene Gebäude aus den 1880er Jahren.
Spuren von mehreren Versuchen Anfang des 20. Jahrhunderts, Mineralien abzubauen und Bergbau zu betreiben, sind in der Skansbukta und Gipsvika zu finden. In Gipsvika war das Scottish Spitzbergen Syndicate (SSS) aktiv, die Firma suchte dort nach Kohlevorkommen. Zwar wurde man fündig, ein erfolgreicher Abbau fand allerdings nie statt. Eine Hütte, die 1921 von der Firma errichtet wurde, steht am Strand, direkt daneben ein verrosteter Traktor und einige Anhänger. Eine alte Straße führt ins Tal vom Camp zum Kohlevorkommen.
Die ersten ganzjährigen Bewohner kamen Anfang des 20. Jahrhunderts in den Isfjorden, als Norweger und Russen mit dem Bergbau begannen. Sie ließen sich in Longyearbyen, Pyramiden und Barentsburg nieder. Die Aktivitäten der Store Norske Spitsbergen Kulkompani in Longyeabyen und die der Russen in Barentsburg ließen die stabilsten Arbeitsplätze Spitzbergens entstehen, Pyramiden wurde im Jahr 1998 aufgegeben.