L'écosystème est impressionnant : on y dénombre pas moins de 580 espèces de vertébrés (jaguars, cerfs, pumas, ocelots, singes...), 95 espèces de reptiles dont le crocodile, la tortue et l'iguane, 71 espèces de poissons et 356 espèces d'oiseaux dont les aigrettes, les frégates, les martins-pêcheurs, les hérons bleus et les pélicans blancs. Les flamants roses sont légion dans cette région, où on en compte 35 000. (Cliquez ici pour plus d'informations).
Concernant les tortues, le Golfe du Mexique accueille 5 des sept espèces de tortues marines : la tortue luth, à écaille, verte, la caouanne et certaines plages du Golfe du Mexique représentent le seul site de ponte connu de la Tortue de Kemp (Lepidochelys kempii), l'espèce de tortue marine la plus en danger au monde.
Le Yucatan est une vaste péninsule principalement faite de calcaire et parcourue de cavernes et cavités dont un grand nombre sont occupées par des lacs et des rivières souterraines. À l'occasion, ces cavernes s'effondrent en laissant de larges ouvertures. Si une eau ruisselle ou circule vers cette caverne, alors un cénote se forme. Les cénotes sont des bassins de calcaire remplis d'eau, ils parsèment la péninsule du Yucatan et varient en taille de quelques mètres de large et de profond, à des dizaines de mètres de largeur et des centaines de mètres de profondeur. Plusieurs sont reliés entre eux par un enchevêtrement complexe de canaux et de rivières souterraines. Les mayas les utilisaient comme point d'eau et construisaient leurs villages sur leur périphérie.
Grâce à son énorme richesse biologique, plusieurs parties du littoral ont été nommées réserves de biosphère et marais reconnues internationalement. On y trouve forêts vertes, mangroves, plages de sable blanc, récifs de corail.
