Esbjerg Kommune rummer store naturværdier, ikke mindst i Vadehavet, der strækker sig langs hele kysten. Desuden huser kommunen en række sjældne dyre- og plantearter, heriblandt grøn mosaikguldsmed, grøn kølleguldsmed, snæbel, strandtudse, løgfrø, spidssnudet frø, odder og flere arter af flagermus, som alle er opført i EU’s habitatdirektiv.
I forvaltningen arbejdes der derfor på at sikre den biologiske mangfoldighed ved at bevare de eksisterende naturområder og øge kvaliteten af deres naturindhold. Kommunen har udpeget områder med særlig værdifuld natur, hvor naturbeskyttelse skal prioriteres over øvrige interesser. Områderne omfatter bl.a. Marbækområdet, ådalene, Mandø og det meste af kysten med de største arealer i marsken syd for Esbjerg. Selv om der er stor sammenhæng mellem områderne, forbedres dyrenes og planternes spredningsmuligheder yderligere ved økologiske forbindelser som vandløb, markskel, læhegn og lignende.
Naturområderne og især Vadehavskysten spiller desuden en vigtig rolle for friluftslivet og turismen i kommunen. Der er således et stadigt fokus på at understøtte og synliggøre de rekreative muligheder på kommunens naturarealer, samtidig med at man søger at styre turiststrømmene uden om de mest sårbare områder.