Ejby Ådal hører til blandt Danmarks mest artsrige botaniske lokaliteter med mange hundrede forskellige plantearter og en mosaik af forskellige naturtyper.
På de fugtige vældenge lyser mængder af violette majgøgeurt og kødfarvet gøgeurt i foråret og forsommeren om kap med gule ranunkler og engkabbelejer. På de tørre skrænter vokser nikkende kobjælde, bakkesoløje og tyndakset gøgeurt. Den meget sjældne og fredede plante grenet edderkopurt har Danmarks største bestand her.
På skrænterne mod kysten skaber kildevæld bevoksninger af tagrør, og ved foden af skrænterne trives fugtigbundsplanter som hyldebladet baldrian, vandmynte, bukkeblad og gøgeurter. Ved kysten kan man finde strandmalurt, lægekokleare, strandsennep og strandbede. Ådalen rummer en bemærkelsesværdig insektfauna, der er knyttet til den særlige overdrevsflora, fx stor bladskærerbi, og det ret sjældne markfirben forekommer talrigt på de tørre skrænter. I vandhuller oven for kystskrænterne lever løgfrø, spids- og butsnudet frø samt skrubtudse.