El CIMAR se encuentra a los pies de un arrecife coralino fósil de edad Messiniense (aprox. 5 millones de años) magníficamente conservado, con forma de atolón. En sus barrancos se desarrollan especies representativas de la vegetación autóctona de la zona (palmito, coscoja, lentisco, romero, esparto…), así como una microrreserva de flora. La zona más cercana al mar se caracteriza por las comunidades halófilas de Limonium e hinojo marino.
En el litoral marino, poblado por una variada fauna y flora de fondos rocosos y arenosos, crece bajo sus aguas la pradera de Posidonia oceanica, planta marina endémica del Mediterráneo de gran importancia biológica y ecológica, así como colonias del gasterópodo sésil Dendropoma petraeum, protegido por la legislación española.
Frente al CIMAR se encuentra la Isla de Tabarca, declarada Reserva Marina en 1986, siendo la primera del territorio español.