La Tortuga ha sido relativamente poco estudiada, pero lo que se sabe la señala como un ambiente importante para la conservación.
Manglares y lagunas
Hay bosques de manglar a lo largo de las costas sur y este y en varias lagunas, que dependen del agua de lluvia acumulada en el relieve kárstico de la isla. Las lagunas estudiadas son de agua salada freática y, salvo Los Mogotes, no tienen conexión directa con el mar; las bordean mangle negro (Avicennia germinans) y mangle rojo (Rhizophora mangle). En Punta de Ranchos hay charcas estacionales rodeadas de plantas tolerantes a la sal como Batis maritima, Sesuvium portulacastrum y Salicornia.
En los arenales hay herbazales halófilos extensos y bien conservados, y dunas de arena calcárea colonizadas por arbustos y hierbas.

Aves playeras
La isla está en la ruta de las aves playeras que migran entre Norteamérica y Suramérica. Entre agosto y diciembre, un censo en cinco humedales de la isla y dos cayos (Herradura y Tortuguillo Este) contó 987 individuos de 20 especies. La abundancia fue alta en agosto, septiembre y octubre y cayó en noviembre y diciembre; las especies más importantes fueron el patiamarillo menor (Tringa flavipes) y el playerito occidental (Calidris mauri). El estudio registró por primera vez para las islas venezolanas el correlimos común (Calidris alpina) y el chorlo gritón (Charadrius vociferus).
En total se han registrado al menos 76 especies de aves en la isla, entre ellas migratorias de Norteamérica y varias gaviotas y afines que se reproducen allí.
Tortugas marinas
Venezuela tiene cinco especies de tortugas marinas: verde, caguama, carey, cardón y maní. Según la Fundación Tierra Viva, las cinco usan La Tortuga para alimentarse o anidar, y cuatro de ellas anidan en sus playas. Las fuentes no coinciden en el detalle: Venezuela Tuya cita como especies anidadoras a la cardón, la carey, la verde y la caguama, y el visor de WIDECAST marca La Tortuga como sitio de anidación de verde, caguama, carey y cardón, sin cifras. Todas están amenazadas.

Si ves una tortuga o un nido
Mantén distancia, no uses luces sobre la playa de noche y no toques huevos ni crías. La carey está totalmente protegida por la ley venezolana desde 1979.
Arrecifes
La isla tiene importantes arrecifes de coral, manglares exuberantes y extensas praderas de pastos marinos que sostienen una gran biodiversidad. Desde Cayo Herradura, grupos de buceo hacen incursiones a las barreras de coral y a los taludes del sur de la isla.
