Sønder Lem Vig er en lavvandet lagunesø på 241 ha, som strækker sig fra Skive Kommune på tværs af grænsen til Holstebro Kommune og er forbundet til Venø Bugt i Limfjorden via en ca. 500 m lang kanal. Søen var tidligere en åben bugt, men aflejring af materiale fra nord medførte, at den i begyndelsen af 1800-tallet gradvis blev afsnøret fra fjorden. I et forsøg på at tørlægge og opdyrke den opstående vig blev der 1876-77 opført en dæmning med en simpel sluse ud mod fjorden, og i 1960 blev nye pumper taget i brug, så vandstanden bedre kunne reguleres.
En endelig tørlægning blev dog aldrig realiseret, og i dag fremstår Sønder Lem Vig derfor som en sø omgivet af sammenhængende rørsump. Hvor landskabet på nordsiden er bakket, består det syd for søen af et fladt lavlandsområde med kulturenge og rigkær. Den næringsrige, klarvandede sø har en meget artsrig undervandsvegetation, som bl.a. omfatter ru kransnål, krybende vandkrans, nålesumpstrå og akstusindblad samt hjertebladet, børstebladet, kruset og spinkel vandaks. Hist og her ses flydebladsplanter som gul åkande, frøbid og vandpileurt, mens rørsumpen domineres af tagrør, bredbladet dunhammer, strandkogleaks og blågrøn kogleaks. Engene langs søen huser, ud over almindelige engplanter, også arter som alm. månerude, majgøgeurt, kødfarvet gøgeurt og kærfnokurt.
Fiskebestanden domineres af skaller, men tæller også aborre, hork, rudskalle, smelt og gedde. De mange fisk tiltrækker bl.a. odderen, som er forholdsvis almindelig i denne del af landet.
Ellers er Sønder Lem Vig især af betydning for fuglene, som kan opleves fra fugletårnene i hhv. nordøst og syd. Ynglefuglene omfatter flere fåtallige arter som atlingand, rørdrum, rørhøg og skægmejse. Derudover er søen en vigtig rasteplads for en lang række andefugle, vadefugle og rovfugle. I efteråret gæstes søen af fiskeørn, og i vinterhalvåret af bl.a. blå kærhøg og vandrefalk. Hvinand og stor skallesluger overvintrer ofte på Sønder Lem Vig i stort antal, mens sangsvane, grågås, blisgås og kortnæbbet gås kan ses fouragere på de omkringliggende enge og marker.
Sammen med Geddal Strandenge i Holstebro Kommune er Sønder Lem Vig og dens omgivelser udpeget som habitatområde.
