la Comisión para la Coperación Ambiental de América del Norte, identifica a la Isla Guadalupe como parte de la Región Ecológica Marina del Pacífico Sudcaliforniano.
Esta provincia está influída por extensiones de la corriente Ecuatorial y por la corriente de California. Es especialmente importante para la reproducción y alimentación de mamíferos marinos y contiene una considerable diversidad de flora y fauna marina; en ella confluyen especies tropicales y subtropicales así como especies de climas templados. En esta provincia se encuentran especies de mamíferos marinos características de la región, como el lobo fino de Guadalupe y el elefante marino
La Isla Guadalupe constituyó el único refugio de varias poblaciones de aves y mamíferos marinos que fueron explotados sin restricciones orillándolas casi a la extinción. Durante muchos años, la población de lobo fino de Guadalupe (Arctocephalus townsendi) fue la única en el mundo y a partir de ésta, se han empezado a recuperar poblaciones de otras islas. Isla Guadalupe alberga también a la colonia más grande de elefante marino (Mirounga angustirostris) del Pacífico.
Numerosas especies de aves utilizan la Isla como sitios de anidación y refugio, así como parada en sus rutas migratorias. La población de albatros de Laysan (Phoebastria immutabilis) de Isla Guadalupe realiza desplazamientos de varios cientos de kilómetros al día, llegando incluso a las Islas Aleutianas.
En la Isla Guadalupe se alberga también la colonia más grande de mérgulo de Xanthus (Synthliboramphus hypoleucus), subespecie hypoleuca, la cual se encuentra severamente amenazada por la extinción.
La porción marina de la Reserva de la Biosfera alberga recursos pesqueros de importancia para la pesca comercial y deportiva, incluyendo poblaciones del muy apreciado atún aleta azul (Tunnus thynus) y otros atunes (Thunus spp.), jureles (Caranx spp.), bonitos (Sarda spp.) y wahoo (Acanthocybium solandri), también se encuentran poblaciones importantes de macarela (Scomber japonicus).
En los últimos años, se ha detectado una creciente población de tiburón blanco dentro del polígono de la reserva. Es posible que la Reserva de la Biosfera Isla Guadalupe constituya uno de los pocos refugios para esta especie cuyas poblaciones han declinado de manera alarmante a nivel mundial y de la cual se conoce muy poco.
La porción marina de la Reserva es también un sitio de reposo y alimentación de las tortugas amarillas (Careta careta) en su viaje al oriente y es posible que también constituyan un área de alimentación de la tortuga prieta; el sitio se vuelve especialmente importante dada la disminución alarmante de las poblaciones anidantes en las costas de Japón.
