En el Valle de Lea conviven diferentes ecosistemas como el bosque, el pastizal, la marisma, la ría o la costa. Todos ellos reúnen las condiciones para mantener una abundante riqueza vegetal y animal.
Hoy en día, las coníferas y el eucalipto son las especies dominantes en los bosques, aunque también se pueden encontrar robledales, hayedos o castañales salpicando en su paisaje. En los acantilados y en las laderas que dan al mar se pueden observar encinares cantábricos, zonas de brezo, zarzas, gramíneas y otros arbustos.
Entre las aves se pueden observar el cormorán, variedades de gaviotas, garza, espátula, martín pescador, txirria, kurlinka o colimbo, entre otras. Entre los mamíferos destacan el jabalí y el corzo. Pero ocasionalmente se pueden observar otros como el tejón, el zorro, la comadreja, el erizo, la ardilla, el topo, la jineta o el visón europeo, en peligro de extinción.
En el humedal que desemboca el río Lea habitan algas y plancton, además de los habituales peces, moluscos y crustáceos que se encuentran en sus aguas: cabra, luja, txitxarro, salvario, verdel, lanzón, anguila, salmonete, macarela, partximiki, lubina, etc.
