Este santuario se caracteriza por poseer un valor ecológico el cual radica en la coexistencia de fragmentos de diferentes ecosistemas tales como el humedal, formado por el curso de agua denominado Estero Casablanca, las praderas de inundación y la zona estuarina, localizada en la desembocadura del Estero de Casablanca.
El área cuenta con la presencia de aves migratorias en el Humedal de Tunquén entre primavera y verano, tales como Calidris bairdii y Larus pipixcan y Numenuis phaeopus, entre otras, es evidencia que este humedal es una ruta de aves migratorias provenientes del hemisferio norte y que visitan las costas de Chile para pasar el invierno boreal, actuando -este humedal- como corredor biológico, tanto a nivel del océano pacífico (corredor oceánico del Pacífico), donde el humedal Tunquén funciona como nodo o vértice, como en el litoral central de Chile.
