El ecosistema representativo del Santuario son las lagunas costeras: laguna Navío Quebrado y Laguna Grande. Ambas son de gran importancia social, económica y cultural además de tener una singular capacidad para proveer bienes y servicios ambientales. El área también cuenta con relictos de bosque seco tropical y muy seco tropical, y ecosistemas de manglar, estos últimos asociados directamente a las lagunas costeras, y con estuarios que son hábitat de una comunidad biológica de gran importancia compuesta principalmente por crustáceos, moluscos y peces.