De plantengroei in Waterdunen is door de inlaat van zout water nog in ontwikkeling. Zoete soorten als riet en wilg verdwijnen langzaam uit de delen waar het zoute water komt en worden vervangen door zoutminnende plantensoorten als zeekraal, lamsoor en zulte. Ook de wat zeldzamere zoutplanten als het klein schorrenkruid, goudknopje en aardbeiklaver hebben het gebied al gevonden. Op de hogere delen van het gebied, met name aan de oostkant, groeien zeldzame plantensoorten als akkerdravik, dreps en trosdravik. Bij iedere planteninventarisatie worden weer nieuwe soorten voor het gebied gevonden zoals de bijzondere klavervreter, een plant die parasiteert op rode en witte klavers.
Vogels
Waterdunen is helemaal ingericht op vogels en al direct na de inrichting kwamen er kleine zilverreigers, lepelaars en bergeenden hun voedsel zoeken. Tijdens hoog water zie je soorten als de bonte strandloper, scholekster en tureluur op de hoogwatervluchtplaatsen in het gebied. In het visrijke water vissen kluten, futen en aalscholvers. Op de slikkerige oevers scharrelen oeverlopers en verschillende soorten plevieren hun kostje bijeen.
De broedeilanden zijn in de zomer een drukte van belang. De meest algemene broedvogels zijn hier kokmeeuw (meer dan 3000 paar), zwartkopmeeuw (max dan 3300 paar) en grote stern (max 7000 paar). Andere kustbroedvogels die hier broeden zijn visdief, dwergstern, bontbekplevier en strandplevier. De aantallen wisselen sterk per jaar, omdat veel van deze soorten echte pioniersvogels zijn en ieder jaar op een andere plek broeden.
In de struwelen in het gebied broeden grasmussen, kneuen en cetti's zangers. Zeldzame broedvogels als de graszanger zijn er ook al waargenomen. In de trektijd kun je zowat alles verwachten, want het gebied ligt langs een van de belangrijkste trekroutes van Europa. Op dagen met harde zuidelijke tot oostenwind vliegen er vele 10.000-en zwaluwen, piepers en kwikstaarten over het gebied.
In het winterhalfjaar is het een belangrijk gebied voor brandganzen, kolganzen en smienten.
In het water
In het zoute water van de geulen komen veel vissoorten voor zoals bot, diklipharder en brakwatergrondel. Ook zandspiering en haring zwemt er, het bulkvoedsel van de meeste sterns. Kleinere dieren als stekelbaars en garnaaltje dienen als voedsel voor de lepelaars en kluten. Terwijl de bergeenden zich te goed doen aan de minuscule wadslakjes.