Las aguas que rodean la Península Valdés son las más profundas aguas marinas en América del Sur. Es un sitio de alta importancia mundial para la conservación de los mamíferos marinos. Se ha galardonado como Patrimonio de la Humanidad porque es un hábitat natural importante y significativo para la conservación in-situ de varias especies amenazadas, específicamente de la cría de las ballenas francas del sur, una especie en peligro de extinción. También es la cuna de importantes poblaciones reproductoras de elefantes marinos, lobos marinos y pingüinos de Magallanes. Además, esta zona es el único lugar en el mundo donde se observa las orcas cazando con una técnica de caza adaptada. Esa técnica única de surf ha sido investigado por National Geographic y estudiado intensamente por cientificos marinos.
La parte interior de la península está poblada por ñandúes, guanacos y maras y otros animales salvajes. Una gran variedad de aves también viven en la península: por lo menos 181 especies de aves, 66 de las cuales migratorias, se pueden encontrar en la zona, incluyendo la paloma antártica. Varias estancias tradicionales de ovejas también siguen operando dentro de la peninsula.
