Den lavvandede Norsminde Fjord blev til i 1800-tallet som konsekvens af et landvindingsprojekt. I efterårs- og vintermånederne er de tusindvis af rastende fugle et spektakulært syn, og en del af fjorden og af dens strandenge er fredede. Det er også nær denne fjord, at de ældste spor efter mennesker i kommunen findes i form af en mere end 8.000 år gammel boplads udgravet ved Rude.
Den ca. 185 ha store fjord ligger på grænsen til Aarhus Kommune i nordøst. Fjorden udgør resten af den omkring dobbelt så store Kysing Fjord, hvis østlige del blev inddæmmet og afvandet som Frederiksdal Inddæmning i midten af 1800-tallet. Det vigtigste tilløb er Rævså, som løber til fjorden i sydvest, mens der er forbindelse til Kattegat gennem det smalle udløb ved Norsminde. På tværs af udløbet blev der 1962‑64 bygget en vejdæmning med tre sluseporte, der kan skoddes til, så jorderne omkring fjorden ikke oversvømmes ved højvande.
Fjordbunden er blød og består overvejende af sand og silt. Makroalgerne domineres derfor af arter som søsalat, rørhinde, vandhår og alm. børstetråd, der kan vokse uden at være fastvokset til sten eller andet substrat. Derudover præges undervandsvegetationen af langstilket havgræs, som dækker store dele af fjordbunden. Ålegræs mangler derimod næsten helt, hvilket formentlig skyldes, at vandet i perioder bliver for ferskt.
Den lavvandede fjord huser kun få ynglefugle, men er til gengæld et vigtigt raste- og fourageringsområde for vadefugle, lappedykkere, andefugle og vandhøns, der om efteråret og vinteren kan optræde på fjorden i tusindvis. Blishønen er særlig talrig, men også knopsvane, hvinand, stor skallesluger, toppet skallesluger, gravand, taffeland, troldand, pibeand og gråand samt toppet og lille lappedykker er almindelige gæster. På de omkringliggende marker raster desuden sangsvane, pibesvane og forskellige gæs samt vibe og hjejle.
Norsminde Fjord og de tilgrænsende strandengsarealer er udpeget som fuglebeskyttelsesområde og vildtreservat. Derudover blev ca. 50 ha strandeng og afvandet fjordbund på fjordens nordøstside fredet i 1970.
