Medio Terrestre
El área del Estrecho tiene un valor cultural excepcional como escenario histórico de las relaciones entre el continente europeo y el africano y por ser un enclave fundamental en los tránsitos culturales entre el Mar Mediterráneo y el Océano Atlántico. Existe un gran número de yacimientos arqueológicos y un patrimonio artístico y etnográfico que representa una gran variedad de los estilos que han llegado a constituir las señas de identidad de Andalucía.
El Conjunto Arqueológico de Baelo Claudia, declarado Monumento Histórico Nacional, constituye el núcleo central del patrimonio histórico y artístico del Parque. Esta antigua ciudad-factoría romana es extraordinaria por varias razones: su privilegiado emplazamiento, su estado de conservación, sus dimensiones, las posibilidades que ofrece para el conocimiento-investigación de estructuras urbanas y productivas antiguas y por su potencial turístico.
También cabe destacar el sistema de vigilancia y defensa constituido por un conjunto de Torres de vigía o almenara, que presentan la ventaja de poder ser utilizadas como hitos de referencia en recorridos o itinerarios por la costa.
En el ámbito del Parque Natural se ha registrado hasta ahora la presencia de unas 30 cuevas que tienen manifestaciones de arte rupestre y que en la mayoría de los casos se identifican con pinturas esquemáticas.
Debido a la situación del Estrecho de Gibraltar y a su complejo sistema de vientos y corrientes, existe un abundante patrimonio arqueológico submarino formado por diferentes tipos de restos de barcos hundidos (pecios). Uno de los aspectos más llamativos del mismo, es que viene sufriendo desde hace tiempo un proceso de expoliación.
Medio Marino
En el ámbito marino del Parque Natural del Estrecho, se concentran tres provincias marinas distintas: la Lusitánica, la Mauritánica y la Mediterránea, lo que confiere una gran singularidad a toda esta zona, cuyas aguas albergan valores muy altos de diversidad biológica. En los trabajos científicos realizados en la zona se han citado más de 1900 especies de flora y fauna marina, siendo descritas, algunas de ellas, como nuevas para la Ciencia. También, un número considerable de estas especies han sido primeras citas para la costa andaluza.
Entre las especies con mayor interés conservacionista debido a su endemicidad y/o rareza a nivel mundial o local destacan:Los poríferos (esponjas) como Axinella estacioi, Los cnidarios (medusas) como Merona ibera, Cervera atlantica, Scleranthelia microsclera, etc., dejandos gran número de moluscos crustáceos y briozoos sin mencionar. Estas especies viven en hábitats caracterizados por comunidades biológicas asentadas sobre substratos duros (fondos rocosos con elevada heterogeneidad espacial, ubicados generalmente entre 10 y 50 m. de profundidad).
También tienen importancia para su conservación un total de 23 especies, consideradas de interés comunitario como Patella ferruginea, (la mayor lapa de las costas de Europa), la Lithophaga lithophaga o dátil de mar y Pinna nobilis o nacra. La regresión de uno de sus hábitats preferentes como son las praderas de fanerógamas, ha contribuido a la disminución drástica de sus poblaciones; el equinodermo Centrostephanus longispinus o erizo de púas largas; así como todas las tortugas marinas (boba, laúd, carey y golfina); y cetáceos.
Los fondos marinos sobre los que se sitúa el medio marino del Parque, presentan una elevada diversidad debido a la gran variedad de substratos y la accidentada batimetría de los mismos. Estas dos características, unida a la presencia de un sistema de corrientes poco predecible, permite observar la disposición de numerosas formaciones vegetales.
En los fondos arenosos de la franja litoral comprendida entre la ciudad de Tarifa y la ensenada de Bolonia, aparecen las praderas de la fanerógama marina Cymodocea nodosa (Cymodoceion nodosae), recogidas, se sitúan frente a la playa de Los Lances y las Ensenadas de Valdevaqueros y de Bolonia.
En los fondos arenosos más profundos, a partir de los 30 metros de profundidad, aparecen densas formaciones de Laminaria ochroleuca que llega a formar importantes bosquetes.
Sobre los fondos con buena visibilidad y ausencia de material sólido en suspensión, muy abundantes por toda la franja costera del Parque en la zona intermareal rocosa y en la infralitoral, se sitúan formaciones de algas entre las que destaca la presencia de especies del género Cystoseira.