La fauna es muy variada, dominando las aves acuáticas. Además, viven otras especies, algunas de ellas en peligro de extinción como el fartet, pez endémico del litoral levantino, y el pequeño escarabajo Scarites aurytus, habitante de las dunas.
Otras especies de interés son el eslizón ibérico y la lagartija colirroja, dentro del grupo de los reptiles, y la musaraña, musarañita, en lo que respecta a los mamíferos.
Dentro de las aves, la importante colonia nidificante de avoceta, cigüeñuela, chorlitejo patinegro, charrancito y pagaza piconegra ha motivado que este área protegida hya sido declarada Zona de Especial Protección para las Aves (ZEPA).
Las especies en paso migratorio o invernando presentan una mayor diversidad. Por su vistosidad y abundancia destaca el flamenco ,ya que el flamenco está durante todo el año en el Parque. Y los limícolas como zarapitos, agujas, archibebes, chorlitejos, etc.; las garzas; el tarro blanco, cormoranes, somormujos, zampullines, gaviotas, etc.
Además de las aves acuáticas, otras especies de aves que enriquecen el Parque son el águila pescadora, especie muy escasa y en declive en la Península, por lo que es muy importante su seguimiento y protección, el martín pescador y la terrera marismeña, entre otras.
Flora
Desde el Mar Mediterráneo, con las praderas de Posidonia oceanica, hasta el Mar Menor, los biotopos del Parque ofrecen una gran diversidad.
En paralelo a la playa, las plantas se adaptan a la movilidad, porosidad y escasez de nutrientes del sistema dunar; la oruga de mar y el cardo marítimo ocupan las zonas más expuestas al mar. Detrás, fijando las dunas gracias a sus largos y abundantes rizomas, está el barrón, el cuernecillo de mar y la azucena de mar.
En las dunas más estables, con más nutrientes y protegido del viento marino (maresía), está el matorral mediterráneo, con especies como el lentisco y el espino negro, destacando en el Pinar del Coterillo (de pino carrasco), algunos pies de sabina costera.
Los saladares se sitúan en las zonas más bajas y encharcadizas, con especies como la siempreviva y la sarcocornia o almarjo, adaptadas a vivir en zonas con altas concentraciones de sales.
Donde el agua permanece más tiempo podemos encontrar tres especies de juncos. En Las Encañizadas y en el sector Noroeste del Parque, encontramos saladares más homogéneos y extensos.
Dentro de los límites de la banda de protección, se desarrollan algunas masas de carrizo que enriquecen la biodiversidad del conjunto del Parque.