I og omkring strandsumpene ved Hirtshals Øststrand og Uggerby og Tversted Strande er der et helt særligt dyre- og planteliv. Det ferske vand, som strømmer ud på den kalkrige strand, giver gode vækstbetingelser for især orkideer. I juni blomstrer flere tusinde Vendsysselgøgeurt og sumphullæbe side om side med flere andre sjældne planter.
Fugle som lille præstekrave, dobbeltbekkasin, engpiber og rørspurv yngler i strandsumpene, og i træktiden raster mange vadefugle også her. Ved Hirtshals Øststrand overvintrer desuden den uanseelige bjergpiber. I mange år troede man, at der var tale om den lignende skærpiber, som ofte bliver i Danmark om vinteren. Sidst i 1990’erne opdagede ornitologer dog, at visse bjergpibere trækker nordpå fra Mellemeuropa for at tilbringe vinteren på vores breddegrader.
Marsvin er ret almindelige i Tannis Bugt. De tilhører bestanden fra Nordsøen og Skagerrak, som tæller ca. 300.000 individer. Efter danske forhold er Tannis Bugt også rig på strejfende hvaler. Der er især mange hvidnæser. Desuden har der været strandinger af flere andre hvalarter.
Hele Tannis Bugt er omfattet af habitatområdet Skagens Gren og Skagerrak. Det er et område på 270.295 ha, som strækker sig fra Hirtshals Havn til Skagens Gren. Udpegningsgrundlaget for habitatområdet er bl.a. bestanden af marsvin.
Ved Uggerby Ås udløb, mellem første og anden revle, ligger vraget af det hollandske orlogsskib Zieriksee, der strandede og siden forliste i 1782.
