Η περιοχή παρουσιάζει ένα εντυπωσιακό μωσαϊκό οικοτόπων. Στον υγρότοπο συναντώνται καλαμιώνες, υγρά λιβάδια, αλμυρόβαλτοι, υφάλμυρα έλη, παράκτιες αμμοθίνες και εκτάσεις με αλοφυτική βλάστηση, δηλαδή φυτά προσαρμοσμένα σε υψηλή αλατότητα. Στο θαλάσσιο τμήμα του κόλπου αναπτύσσονται υποθαλάσσια λιβάδια του μεσογειακού φυτού Posidonia oceanica, που αποτελούν κρίσιμο βιότοπο για πολλά θαλάσσια είδη. Συνολικά έχουν καταγραφεί περίπου 19 διαφορετικοί τύποι οικοτόπων και περισσότερα από 320 είδη φυτών.
Δίπλα στον υγρότοπο εκτείνεται ένα από τα πιο ιδιαίτερα φυσικά χαρακτηριστικά της περιοχής: το σπάνιο παράκτιο πευκοδάσος με κουκουναριά και χαλέπιο πεύκη. Πρόκειται για έναν από τους λίγους παραθαλάσσιους πευκώνες αυτού του τύπου που διατηρούνται ακόμη στην Ελλάδα και στη Μεσόγειο, προσφέροντας σημαντικό καταφύγιο για την τοπική πανίδα.
Η ορνιθοπανίδα του Σχινιά είναι εξαιρετικά πλούσια. Μέχρι σήμερα έχουν καταγραφεί περίπου 240 είδη πουλιών, από τα οποία περισσότερα από 80 προστατεύονται σε ευρωπαϊκό επίπεδο. Ανάμεσα στα χαρακτηριστικά είδη που παρατηρούνται στον υγρότοπο περιλαμβάνονται το Νανοβουτηχτάρι, ο Καλαμοκανάς, η Φαλαρίδα, το Κιρκίρι και ο εντυπωσιακός Ψαραετός. Η θέση του υγροτόπου στον μεταναστευτικό διάδρομο της Ανατολικής Μεσογείου τον καθιστά σημαντικό σταθμό για χιλιάδες μεταναστευτικά υδρόβια και παρυδάτια πουλιά, τα οποία χρησιμοποιούν την περιοχή για τροφοληψία και ξεκούραση κατά τη διάρκεια των μεγάλων μετακινήσεών τους.
Πέρα από τα πτηνά, ο υγρότοπος φιλοξενεί σημαντική ποικιλία ζώων, όπως αλεπούδες, ασβούς, νυφίτσες και σκαντζόχοιρους, καθώς και πολλά είδη αμφιβίων, ερπετών και ψαριών που ζουν στα γλυκά και υφάλμυρα νερά του έλους.
Η περιοχή έχει και ιδιαίτερη ιστορική σημασία. Στην αρχαιότητα ήταν γνωστή ως «Έλος Μαραθώνα» και συνδέεται άμεσα με τη μεγάλη Μάχη του Μαραθώνα το 490 π.Χ., όταν ο περσικός στρατός αποβιβάστηκε στην πεδιάδα του Μαραθώνα. Το έλος και οι πηγές του αποτελούσαν σημαντική πηγή νερού για ανθρώπους και ζώα εκείνη την περίοδο. Στην περιοχή βρίσκεται και το "Τρόπαιο της Μάχης του Μαραθώνα".
Σήμερα ο υγρότοπος του Σχινιά αποτελεί έναν από τους σημαντικότερους πυρήνες βιοποικιλότητας της Αττικής. Παρά τις ανθρώπινες παρεμβάσεις που έχει δεχθεί στο παρελθόν, εξακολουθεί να διατηρεί υψηλή οικολογική αξία και να λειτουργεί ως πολύτιμο φυσικό καταφύγιο για φυτά και ζώα.
