
La baie de Somme est aujourd'hui reconnue sur le plan international pour sa richesse écologique; elle est notamment considérée comme un haut lieu ornithologique. Ses différentes zones offrent des conditions d'accueil favorables aux oiseaux sédentaires et migrateurs.
Cette richesse a suscité la création, dans sa partie nord (embouchure de la Maye), d'une réserve nationale de chasse en 1968, transformée en réserve naturelle (avec modifications des limites) en 1994, la Réserve naturelle de la Baie de Somme dont le Parc du Marquenterre fait partie.
Enfin, la baie de Somme est également réputée par la présence de phoques, qu'il est recommandé de ne pas approcher : phoques-veaux marins (plus de 100 en 2006 et 2007, plus de 150 en 2009 et 2010 et plus de 190 en 2011) mais aussi de quelques phoques gris. Elle est également lieu de repos d'oiseaux d'eau (canards colvert, siffleurs, sarcelles, chipeaux...) ainsi que des limicoles (bécassines, courlis, huîtriers pies, vanneaux...) ce qui fait de la baie un terrain de chasse au gibier d'eau. C'est aussi une zone de productivité biologique exceptionnelle (notamment pour les coques), comme la Baie de Canche.