Hvert år strømmer mange mio. kubikmeter vand fra Østersøen, jordens største brakvandshav, til Nordatlanten via Femern Bælt og de danske bælter. Samtidig flyder saltholdigt vand den modsatte vej fra Nordsøen gennem de danske farvande. Når brakvandet og det saltholdige vand mødes, tvinger det tungere saltholdige havvand det lettere brakvand op mod overfladen. Dermed skabes et dynamisk, marint miljø med stærke strømme og betydelige forskelle, når det gælder saltholdighed, temperatur og adgang til føde.

Økosystemerne i Femern Bælts lavvandede kystområder er i konstant forandring. Rigeligt solskin får flora og fauna til at trives, men planer og dyr har behov for at være modstandsdygtige. Mens lyset bringer liv er de store, årlige temperatursvingninger en udfordring for alle levende organismer. Da bæltet løber i øst-vestlig retning kan de stærke vestenvinde blæse uhindret, og storme kan ændre livsbetingelserne fra dag til dag.

Der er mørkt på Femern Bælts dybereliggende havbundsområder, hvor kun lidt eller intet lys kan nå ned til havbunden. Vidstrakte mudderbanker dækker bunden som en stille ørken, der afbrydes af oaser af stenrev med mikroalger, der søger efter det sparsomme lys. På grund af det lavereliggende, saltholdige havvand er disse mudderbanker rige på liv. Sandorme, muslinger og søpindsvin trives i den mudrede havbund, hvor de lever af rester af plankton og alger fra de højere, mere solrige vandlag.

Under havoverfladen kan man se imponerende landskaber med store blåmuslingebanker og enge med ålegræs og mikroalger. De stærke strømme er vigtige for disse marine miljøer. De sikrer tilstrækkelig tilgang af flydende mikroalger og skaldyr, der fungerer som føde for muslinger og som næringsstoffer til de iltproducerende planter, som er en forudsætning for alt liv i havet.

På overfladen er dette dynamiske miljø beboet af sæler, marsvin og havfugle, som kan observeres fra land eller fra forbipasserende skibe.

Fugle, fisk og pattedyr er afhængige af dette righoldige marine økosystem.

Muslingebankerne vest for Fehmarn er meget vigtige som fødeområde for hundrede tusinder af overvintrende havænder - edderfugl, troldand og sortand - som søger føde i området. En enkelt fugl kan fortære op til 1,5 kg blåmuslinger om dagen.

Fiskelivet i Femern Bælt domineres af tre arter - sild, torsk og brisling, med silden som den hyppigst forekommende fisk. Den udgør op mod 40 % af den samlede fiskebestand og lever af mikroskopiske, flydende skaldyr. Femern Bælt har to arter gydende sild, efterårsgydende sild, som findes i mindre og sårbare mængder, og den mere almindelige forårsgydende sild. På havbunden domineres fiskebestanden af torsk, som lever af muslinger, krabber og sild. Rødspætter og flynder er almindeligt forekommende i områder med sandbund

Femern Bælt er interessant på grund af de marine pattedyr. Rødsand er det sydligste hjemsted for almindelig sæl. Om vinteren forekommer gråsæl, i nogle år endda med unger. Hangråsælen kan nå en vægt på cirka 300 kg. Der er marsvin over hele Femern Bælt, og de forekommer året rundt, dog mest i sommermånederne.

Marsvin, almindelig sæl og gråsæl lever af fisk, især torsk og sild. Blæksprutte er også på menuen for sæler og marsvin.