Se distingue como un ambiente acuático marítimo costero somero, y esta conformado por una extensa playa de 69 km, la que forma extensas planicies intermareales de arena y barro, cuyos desplayes llegarían a los 10 kilómetros, siendo las más extensas de Chile (CONAMA, XII Región, 2009 [414]). El suelo es barroso y tiene la planicie intermareal más amplia de Chile, en que incluso hay que caminar –si es que el barro lo permite– unos 10 kilómetros para tocar el agua. En este lugar las fluctuaciones de marea alcanzan diferencias entre 7 y 8 metros, las que en conjunto con la poca pendiente, explican esta enorme área intermareal. Estas planicies son utilizadas como sitio de alimentación por diversas especies de aves playeras residentes y migratorias. Al centro de la bahía se incorpora el material de depositación traído, principalmente, por el río Side y por el lado oeste de la bahía, frente al banco de Lomas, se distingue el aporte de diversos esteros y hacia Punta Catalina un sector de grandes pantanos salinos. En general la dinámica geológica de la bahía es de crecimiento o avance de la costa hacia el mar, en un proceso gradual de llenado. A diferentes distancias de la costa es posible distinguir terrazas correspondientes a antiguas líneas de costa. En los sectores de costa, que no están influenciados por los pantanos salinos o arrastre de ríos, la costa presenta playas uniforme de arena y guijarros pequeños. En 1995, la Convención Ramsar sobre protección de Humedales incluyó tanto Bahía Lomas como Bahía San Sebastián (su homólogo en Argentina), en una lista internacional de humedales con necesidad de protección debido a su valor como un sitio de concentración de aves migratorias por motivos no reproductivos (Prieto, A.).
Por sus características, ambas bahías son verdaderas trampas naturales para los cetáceos, ya que la pendiente del fondo es imperceptible y en instantes el mar puede retirarse y dejarlos depositados indefensos sobre la playa. Cuando una ballena era arrojada a la playa por la marea, los primeros indígenas en llegar encendían una gran fogata como señal para que las demás personas participasen. Por tradición todos tenían derecho a comer de una ballena e incluso los enemigos se abstenían de luchar en estas circunstancias (Prieto, A.)
