La naturaleza tambi én es anfitriona en este sitio . En los cayos existen variadas formaciones vegetales, a saber, bosques semideciduos, bosques siempreverdes micrófilos, manglares, matorrales xeromorfos costeros, con especies predominantes como los almácigos, guano de costa, uvas caletas, mangles y cocoteros. De la flora terrestre se han reportado 706 especies de las cuales, 126 son endémicas. Algunas poseen valor medicinal, ornamental, comestible y maderable y pueden ser admiradas a través de senderos ecoturísticos de carácter interpretativo como Las Dunas y Las Dolinas en Cayo Coco.

Las áreas de mayor diversidad y endemismo se encuentran principalmente en los cayos de mayor tamaño. De la fauna terrestre se han reportado 958 especies de las cuales 209 corresponden a las aves, muchas de ellas migratorias. Muy atractivas son las nutridas colonias de flamencos rosados que habitan en estas zonas, cuyas poblaciones se calculan entre los 12 y 15 mil parejas, así como los Ibis Blanco, ave zancuda endémica de la zona, que por su peculiar color blanco es llamada coco, y por la cual ha recibido su nombre el cayo homónimo. También pueden encontrarse mamíferos, anfibios, y numerosas especies marinas como: pargos, meros, rayas, obispos, sábalos, agujas, entre otros.