La desembocadura del río Quilimarí cuenta con la presencia de más de cien especies de vertebrados, donde la avifauna es el taxón con mayor riqueza (82 especies). El estuario del Río Quilimarí se ubica en el piso vegetacional del matorral desértico mediterráneo costero de Bahia ambrosioides y Puya chilensis. La formación vegetal predominante corresponde al matorral desértico costero. Las comunidades vegetales presentes en este humedal estan representadas por la herbácea perenne Sarcocornia neei (sosa) junto al arbusto Tessaria absinthioides (brea), y la asociación de Sarcocornia neei (sosa) y Distichlis spicata (grama brava), las cuales son acompañadas de las herbáceas Anagallis arvensis (pimpinela escarlata), Atriplex suberecta, Baccharis glutinosa (chilquilla), Cotula coronopifolia (botón de oro), Cyperus sp., Polypogon spp., Rumex maricola (romaza) y Sellieria radicans, junto a las exóticas Anthemis cotula (manzanilla hedionda) y Plantago major (Llantén mayor).