Vườn Quốc gia (VQG) Côn Đảo có diện tích gần 6.000ha trên cạn và 14.000ha vùng nước. Mối liên hệ của rạn san hô, thảm cỏ biển và rừng ngập mặn đã tạo nên một môi trường thuận lợi cho sinh sản, ươm giống và bảo tồn các loài sinh vật biển. Vùng nước nông ven đảo cũng là nơi phân bố nhiều loài động vật quý như rùa biển, cá heo, bò biển (dugong)... Sự đa dạng sinh học của vùng biển Côn Đảo có ý nghĩa quốc gia về bảo tồn thiên nhiên biển ở Việt Nam.
Là một vùng đảo tương đối xa bờ, hoạt động của con người chưa làm biến đổi lớn tính tự nhiên của các hệ sinh thái biển. Rạn san hô ở đây còn giữ được những đặc tính đặc trưng cho vùng biển. Các nghiên cứu cho thấy san hô có độ phủ trung bình là 42,6%. Trong số rạn san hô nghiên cứu, có đến 74,2% san hô đạt độ phủ cao, chỉ có 2,8% thuộc loại phủ thấp. Mật độ cá rạn san hô ở những điểm nghiên cứu đạt trung bình 400 con/m2. Đây là giá trị rất cao so với các vùng biển ven bờ khác ở Việt Nam.
Có thể coi Côn Đảo như một cầu nối cho sự phát tán sinh vật từ trung tâm đa dạng của vùng biển Ấn Độ - Tây Thái Bình dương đến vùng biển ven bờ Việt Nam. Dạng cao về giống loài của san hô tạo rạn. Thành phần thân mềm cũng được coi là đa dạng nhất khi so sánh với
Về đa dạng sinh thái, vùng nước nông Côn Đảo có cả rạn san hô, thảm cỏ biển và rừng ngập mặn. Trong đó, rạn san hô quần cư là khá phổ biến, có thể tìm thấy ở hầu hết vùng ven đảo. Loại rạn riềm điển hình chiếm đến 59%, chứng tỏ rạn san hô này có điều kiện phát triển trong một thời gian dài. Cỏ biển tuy không phân bố rộng nhưng tập trung trên diện tích tích lớn, khoảng trên 200ha. Đa dạng sinh thái tạo điều kiện cho sự phát triển của các loài sinh vật quý hiếm. Nghiên cứu về môi trường biển cho thấy chưa có sự ô nhiễm biển ở đây.
Hiện nay, Côn Đảo là vùng có nhiều rùa biển nhất ở Việt Nam, với hai loài thường gặp là đồi mồi và tráng đông. Có 17 bãi cát được ghi nhận là bãi đẻ của rùa, trong đó có đến bốn bãi được ghi nhận là có 1.000 rùa mẹ lên đẻ hàng năm. Côn Đảo cũng là nơi duy nhất ở Việt Nam còn tồn tại một quần thể bò biển (Dugong dugong) có cuộc sống không tách rời các thảm cỏ biển.
Đến nay, vẫn chưa có nghiên cứu về mối quan hệ giữa nguồn lợi ven biển và các hệ sinh thái nước nông Côn Đảo. Dù sao, cùng với sự tồn tại của rạn san hô, thảm cỏ biển, rừng ngập mặn và mối quan hệ sinh thái giữa chúng là môi trường thuận lợi cho sự sinh sản, ươm giống của nhiều nguồn lợi. Các nghiên cứu của Viện Hải dương học về trứng cá, cá bột ở VQG Côn Đảo cho thấy số lượng trứng cao hơn rất nhiều lần so với các vùng biển khác của Việt Nam.