珊瑚礁是墾丁海域重要的自然資源，珊瑚種類多樣，約計有400多種，也形成各種海底景觀，例如造礁珊瑚的礁石地形，軟珊瑚的像是一片彩色地毯。珊瑚礁生態系的生產力高，除了珊瑚亦棲息許多的物種，在墾丁計有約1000種以上的珊瑚礁魚類和無脊椎動物，整個系統的生態結構及過程複雜，是保育和研究的焦點。《墾丁國家公園》

沙珊瑚礁生態系大致可分為環礁、中央大潟湖和島周邊等不同的環境。中央大潟湖因1998年珊瑚白化，珊瑚覆蓋率平均約2成，緩慢恢復中。環礁由於海水清澈，石珊瑚與軟珊瑚群體健康許多，表面也有潮池，棲息著許多海洋無脊椎動物例如海膽、海參等，外緣珊瑚礁覆蓋率可高達70-85%。在水流比較強勁的地區，則有柳珊瑚的分布，可見此處海流較為強勁。先前常聽到的海洋動物小明星─「豆丁海馬」，就是在屬於柳珊瑚類的海扇珊瑚上被發現的。《東沙環礁國家公園》

墾丁海域的物種以鯨豚、海龜、海鳥、海蛇最受矚目。過去的研究曾記錄到23種鯨豚，超過全台記錄的一半，種類包括花紋海豚、弗氏海豚、偽虎鯨等。海蛇以黃唇青斑海蛇，海龜以綠蠵龜為常見。海鳥則像是燕鷗類、黑背白腹穴鳥、黑叉尾海燕等，他們絕大多數時間都在海域活動。《墾丁國家公園》

海草床主要分布在東沙島及環礁周圍水淺之處，大多水深1-2公尺，地形淺而平坦。目前記錄有7種，生長在珊瑚砂及碎屑構成的底質。海草床可穩定底質、水質，緩衝波浪，並連結底層與水層的營養鹽循環，提供多種海洋生物幼生期的覓食及庇護所，也提供生物附生的基質，生態功能多樣。《東沙環礁國家公園》