O Parque Marinho tem valores naturais únicos e uma biodiversidade riquíssima, com mais de 1800 espécies identificadas até ao momento e muitas ainda por descobrir. Para esta biodiversidade, contribuem os diferentes tipos de habitats existentes no Parque que servem de local de refúgio e crescimento de diversas espécies, proporcionando-lhes alimento e abrigo. Muitas das espécies que habitam nas águas do mar da Arrábida têm uma elevada importância económica.
Florestas de algas castanhas, como esta, são habitats extremamente produtivos que muitos animais marinhos usam como maternidade, refúgio ou para alimentação. Muito sensíveis a alterações ambientais, têm vindo a diminuir, mas o Parque Marinho já iniciou esforços para a sua recuperação.
Nas águas do Parque Marinho encontramos uns jardins diferentes… não são de plantas ou algas, mas sim de animais - as gorgónias. São corais moles que vivem nas rochas e se alimentam de pequenos seres que filtram da água. Servem de habitat a muitas outras espécies, algumas com valor comercial. Estes corais vivem dezenas de anos e crescem muito devagar, o que os torna especialmente sensíveis a impactos e bons indicadores do estado de saúde de sistemas costeiros.
Essenciais para a vida de muitas espécies, os recifes rochosos são um dos mais importantes habitats do Parque Marinho. A quantidade e diversidade desta vida marinha ao longo de toda a costa tem sido monitorizada para avaliar a eficácia das medidas de gestão do Parque e o seu estado de conservação.
O Parque Marinho protege habitats importantes como as pradarias de ervas marinhas, também conhecidas localmente como sebas. Estas plantas com flor desempenham um papel fundamental para o ecossistema: melhoram a qualidade da água, seguram a areia das praias, diminuem o impacto das ondas e correntes, ajudam a retirar carbono da atmosfera e oferecem refúgio, alimento e uma zona segura para reprodução a muitos peixes e invertebrados. Até ao final dos anos 80, a baía do Portinho da Arrábida (entre o Forte e a praia da figueirinha) encontrava-se coberta por uma extensa pradaria de ervas marinhas, que abrigava um oásis de vida. Pelo menos 10 hectares de pradarias marinhas foram destruídos desde então. Com o seu desaparecimento, a Arrábida perdeu uma grande fonte de riqueza. O Parque tem promovido a sua recuperação.
O Parque Marinho contém vastos bancos de bivalves, os quais foram explorados intensamente antes da sua proteção. Para muitas espécies, algumas de grande valor comercial, como o polvo, estes bivalves são fonte de alimento. A proibição da pesca com ganchorra e captura de bivalves com escafandro autónomo dentro dos limites do parque teve como objetivo inverter a degradação destes recursos e proteger os habitats onde se encontram.
A partir dos 60 m de profundidade encontram-se corais e esponjas que formam um importante habitat onde se podem encontrar espécies raras. Nas zonas de recife rochoso mais profundas do Parque Marinho podemos encontrar corais negros, gorgónias e corais laranja que criam um habitat importante para outras espécies também.
