La vegetación de las islas está integrada por especies de duna costera y manglar. A la fecha se cuenta con un registro de 29 especies, destacando dos endémicas: Cakile edentula var. alacranensis y Cenchrus insularis, así como el mangle, del cual encontramos mangle rojo (Rhizophora mangle) y mangle negro (Avicennia germinans), consideradas como especies bajo la categoría de protección especial.
Las islas también son áreas importantes para las colonias de anidación de varias especies de aves marinas; en estas se han registrado alrededor 116 especies de aves entre residentes, migratorias y ocasionales. Algunas de las cuales se consideran especies amenazadas, cuatro sujetas a protección especial y dos en peligro de extinción, de acuerdo a la NOM-059 (NOM-059-SEMARNAT-2001). En isla Muertos se ubica la colonia de pájaro bobo enmascarado (Sula dactylatra) más grande del Atlántico
Hablando de fauna marina se han registrado 136 especies de peces y 24 especies de tiburón, así como cuatro especies de tortugas marinas, especies consideradas en peligro de extinción: tortuga carey (Eretmochelys imbricata), laúd (Dermochelys coriacea), caguama o cabezona (Caretta caretta) y la blanca (Chelonia mydas).
Esta área presenta también la mayor riqueza específica en fauna de moluscos, con 49 bivalvos y 114 gasterópodos registrados en el área en comparación con otras zonas del Caribe Mexicano.
Así mismo en el medio arrecifal se han registrado 34 especies de corales, de las cuales los antozoarios o abanicos de mar Plexaura homomalla y Plexaurella dichotoma, así como los escleractinios, como el coral cuernos de venado (Acropora cervicornis) y el coral cuernos de alce (A. palmata), son considerados especies bajo protección especial.
Toda esta gran biodiversidad se logra gracias a la corriente del Caribe, al pasar por el estrecho de Yucatán y ascender sobre la plataforma, provoca un flujo con altos valores de nutrimentos, con dirección noroeste que pasa por esta Área Natural. Gracias a este aporte, Arrecife Alacranes soporta importantes pesquerías comerciales como la langosta (Panulirus argus) y el mero (Epinephelus sp.).
