El CIMAR es troba als peus d'un escull coralino fòssil d'edat Messiniense (aprox. 5 milions d'anys) magníficament conservat, amb forma d'atolón. En els seus barrancs es desenvolupen espècies representatives de la vegetació autòctona de la zona (margalló, coscoja, lentisco, romaní, espart…), així com una microrreserva de flora. La zona més propera al mar es caracteritza per les comunitats halófilas de Limonium i fenoll marí.
En el litoral marí, poblat per una variada fauna i flora de fons rocosos i sorrencs, creix sota les seues aigües la prada de Posidònia oceanica, planta marina endèmica del Mediterrani de gran importància biològica i ecològica, així com colònies del gasteròpode sésil Dendropoma petraeum, protegit per la legislació espanyola.
Enfront del CIMAR es troba l'Illa de Tabarca, declarada Reserva Marina en 1986, sent la primera del territori espanyol.