Den ca. 1.600 ha store Kallesmærsk Hede strækker sig langs kysten mellem Blåvand og Vejers som et af Sydvestjyllands største hedeområder. Heden er et produkt af tusinde års sandflugt og kystdynamik, hvor området gradvis har rejst sig af havet som et klitlandskab med klitrækker og afblæsningsflader. I en kæmpemæssig parabelklit har sandet herfra vandret mod øst, men er siden bremset af sandflugtsdæmning og tilplantning. Heden er i dag en del af Oksbøl Skyde- og Øvelsesterræn, hvor den bl.a. benyttes som skydeområde. Det betyder, at der skydes med skarpt over 200 dage om året, og i disse dage er meget af området lukket for færdsel.
Ud over sine store hedearealer rummer Kallesmærsk Hede også både klitter, fattigkær og lavvandede småsøer. Ved Grydelsande og Langslade Rende findes også en smule eng. På heden domineres plantelivet af hedelyng og revling med islæt af gyvel og mosepors, mens de lysåbne fattigkær er voksested for sjældenheder som liden ulvefod, brun og hvid næbfrø, fin siv, klokkelyng, benbræk, bruskbæger og liden soldug. Dertil kommer forskellige pionerarter, som etablerer sig, hvor militærets aktiviteter har slidt på vegetationen.
Det lysåbne, varierede landskab danner desuden grundlag for et mangfoldigt insektliv, der tæller sjældenheder som sommerfuglene ensianblåfugl, argusblåfugl, engblåfugl, moserandøje og klokkelyngugle samt løbebillerne overdrevsløber og lille guldløber.
Derudover er Kallesmærsk Hede især kendt for sit bemærkelsesværdige fugleliv, og på og omkring heden er der iagttaget mere end 150 forskellige arter. På heden omfatter ynglefuglene natravn, sanglærke, engpiber, sortstrubet bynkefugl, tornsanger og rødrygget tornskade, mens vandfugle som storspove, vibe, rødben, dobbeltbekkasin, blishøne, lille lappedykker, krikand, gråand og hættemåge yngler ved søerne Navelsvand vest for Langslade Rende.
Den store hede indgår i habitatområdet Kallesmærsk Hede, Grærup Langsø, Filsø og Kærgård Klitplantage samt i fuglebeskyttelsesområdet Kallesmærsk Hede og Grærup Langsø.
