Det ca. 380 ha store Gråsten Nor var tidligere et lavvandet farvand, som delte Ærø i to med en usikker forbindelse langs Drejet i syd og med færgedrift mellem Kragnæs og Grønnæs i nord. Noret blev inddæmmet og afvandet i 1856, og via grøfter og render ledes vandet i dag til den centrale landkanal, der løber fra syd mod nord, indtil den rammer dæmningen og pumpehuset. Her bidrager pumpen året rundt til at sænke vandstanden i den nordlige del af kanalen, og selv om vandmængderne i perioder om vinteren kan overstige pumpens kapacitet, står der kun sjældent frit vand i noret.
I dag dækkes størstedelen af Gråsten Nor af fersk eng, men ud mod kysten og Drejet i syd er der også større arealer med strandeng. Langs norets østlige rand findes enkelte landbrugsarealer i omdrift, men ellers drives størstedelen af området med høslæt og afgræsning.
Plantelivet er mangfoldigt og omfatter bl.a. blågrøn star, alm. star, kamgræs, hjertegræs, vellugtende gulaks, trævlekrone, markrødtop, stor skjaller og tandbælg. Gråsten Nor er dog især kendt for at huse en af landets største bestande af majgøgeurt på mere end 50.000 blomstrende individer. Nær Ærø Flyveplads findes desuden en ret stor bestand af engensian.
Der er iagttaget næsten 170 forskellige fuglearter i det flade nor, hvor ynglefuglene bl.a. omfatter grågås, gøg, strandskade, vibe og bomlærke. I vinterhalvåret tjener Gråsten Nor desuden som overvintringsplads for bl.a. sangsvane, bramgås og grågås, der i perioder kan optræde i store flokke på engene. Gråsten Nor er en del af habitat-, fuglebeskyttelses- og Ramsarområdet Sydfynske Øhav.
