Langs den ca. 390 ha store Agerøs kyster er der vidtstrakte strandenge, som udnyttes til kreaturgræsning. Mange vadefugle bruger strandengene som rasteplads om foråret, og om efteråret og vinteren holder store flokke af ænder til omkring øen.
Agerø er dog især kendt for de rastende lysbugede knortegæs fra Svalbard og Grønland, som om efteråret og i særdeleshed om foråret opholder sig ved øen. I maj kan her være op mod 3.000 fugle, hvilket er knap halvdelen af den nordatlantiske bestand. Kortnæbbet gås kan også optræde i store flokke, og i vinterhalvåret kan man ofte se både bjerglærke og snespurv.
Farvandet omkring Agerø blev fredet i 2006. Agerøs nordvestlige del er et fuglereservat, og de kystnære dele af øen indgår i habitatområdet Agger Tange, Nissum Bredning, Skibsted Fjord og Agerø og fuglebeskyttelsesområdet Glomstrup Vig, Agerø, Munkholm og Katholm Odde, Lindholm og Rotholme.
