A mélyebb részeken tőzeges foltokon mocsárrétek találhatók. Magán a szigeten 25 védett növényfaj tenyészik, közöttük két szigorúan védett faj a gyapjas gyűszűvirág és a homokpusztagyepeken előforduló csikófark.
A Szentendrei sziget a költöző madarak vonulási útvonalának fontos közép-európai állomása a Duna mentén.
A területen 205 madárfaj fordul elő, amelyből 104 rendszeresen költ. A sziget legnagyobb vizes élőhelye a Merzsán tó. Az árterek, vizes élőhelyek szórványos, de rendszeres vendége a kiskócsag, gyakori a nagykócsag. A homokos partoldalakban mintegy 100 pár gyurgyalag költ.
A terület nagy része mezőgazdaságilag hasznosított táj, ezért az ökológiai sokszínűség, a különféle élőhelyek megőrzése, fejlesztése a gazdálkodás minőségén múlik.