Hệ sinh biển ở đây khá phong phú, đặc biệt ở đây có 340 trên tổng số 800 loài san hô cứng trên thế giới.

Trong những hang động đá đen của Hòn Mun hàng năm có chim yến về làm tổ. Do địa thế của đảo rất gần với dòng hải lưu nóng từ phía xích đạo đưa tới nên thích hợp với điều kiện phát triển của san hô và nhiều loại sinh vật biển nhiệt đới cũng về đây quần tụ, đáy biển vùng Hòn Mun là một tập hợp quần thể sinh vật biển phong phú, đa dạng, là nơi quan sát, nghiên cứu rất lý thú, bổ ích cho các nhà nghiên cứu sinh vật biển, hải dương học và du khách muốn tìm hiểu về biển. Đến Hòn Mun, du khách có thể lặn biển hoặc đi tàu đáy kính để ngắm nhìn các rạn san hô nhiều màu sắc với nhiều loài sinh vật biển khác nhau.