La diversidad de ecosistemas presentes, con marismas, dunas y playas, así como una compleja red de caños y esteros permite la existencia de distintas formaciones vegetales
y constituye el hábitat de numerosas especies, sobretodo de aves migratorias debido a su situación intermedia entre el Estrecho de Gibraltar y el Parque Nacional de Doñana.
La vegetación está compuesta principalmente por especies adaptadas a suelos salinos sujetos a las inundaciones de las mareas o a suelos arenosos. En playas y dunas son abundantes los pinos piñoneros (Pinus pinea) y barrones (Ammophila arenaria). En las marismas podemos encontrar el almajo salado (Sarcocornia fruticosa), la verdolaga
marina (Halimione portulacoides), la ínula (Inula crithmoides). Hay que incidir en la existencia de zonas con un alto grado de conservación como las marismas de Sancti Petri y la Isla del Trocadero que formando parte del parque han sido declaradas Parajes Naturales. En la marisma de Sancti Petri existe un pequeño bosque de pinopiñonero de 6 hectáreas y en la Isla del Trocadero aparecen especies de los géneros Sarcocornia y Arthrocnemun y la gráminea halófila Spartina maritima. En los niveles de bajamar, junto con la Spartina maritima es frecuente Zostera noltii y menos frecuente Zostera marina y Cymodocea nodosa pudiendo encontrar a las dos primeras hasta los 10 m. de profundidad y la última hasta los 30 m.
Respecto a la fauna, en la zona marina existe gran riqueza de invertebrados como mejillones, almejas, camarones y langostinos, muchos de ellos consumidos por las poblaciones cercanas. Entre los peces también hay gran diversidad, apareciendo sargos (Diplodus sargus), herreras (Pagellus mormyrus), mojarras (Diplodus vulgaris), bodiones
(Labrus merula), doradas (Sparus auratus), etc… y entre las rocas congrios (Conger
conger), morenas (Muraena helena), toritos (gén. Gobius) y viejas (Blennius sp.).
También hay diversidad de avifauna destacando especies como el charrancito (Sterna albifrons), con algunas de las colonias más importantes de España, cigueñelas
(Himantopus himantopus), avocetas (Recurvirostra avosetta), cigüeña (Ciconia ciconia), garzas (gén. Ardea) cormoranes, diversas especies de gaviotas, anátidas migratorias
y limícolas como el andarios grande (Tringa ochropus) y el zarapito real (Numenius
arquata) entre otras.
También es habitual, debido a la cercanía del Parque Natural de Doñana, la presencia
de espátulas (Platalea leucorochia) y flamencos (Phoenicopterus ruber). Entre los reptiles en las zonas de dunas y bosques de pino piñonero no podemos olvidar al camaleón (Chamaeleon chamaeleon).