En raison de la variété et de la richesse des espèces, les zones les plus intéressantes d’un point de vue écologique sont situées sur les petites émergences rocheuses dans le canal entre Tavolara et Molara à plus de 25 m de profondeur. L’habitat coralligène de Tavolara est caractérisé par les gorgones (Paramuricea clavata et Eunicella verrucosa), les grandes éponges (Axinella polipoides, Spongia agaricina) et les « coraux noirs » (Gerardia savaglia), un hexacoral typique des eaux profondes. On note l’absence de Corallium rubrum, espèce très commune même à faible profondeur le long des côtes occidentales de la Sardaigne. La particularité de l’aire marine protégée de Tavolara est d’offrir, dans les 25 premiers mètres de profondeur, une variété de reliefs et de populations si large qu’elle représente une synthèse de ce que la Méditerranée peut offrir. La croissance du tourisme et l’augmentation modérée de la sédimentation due à la lente régression de la prairie de posidonies qui en résulte, sont à surveiller, mais pour l’instant aucune accélération des dégradations n’est à noter. En ce sens, la création d’une zone marine protégée garantit certainement un premier pas dans la gestion des ressources naturelles de cet incroyable réservoir d’espèces désormais rares dans d’autres régions de la Méditerranée.

Le fond marin du versant sud est caractérisé par la présence de falaises, qui descendent en certains points verticalement jusqu’à une profondeur de 22 m. Au pied du tombant, de larges éboulements de blocs rocheux, habités par les oursins, alternent avec des zones colonisées par la Posidonia oceanica. De petits conduits karstiques s’ouvrent en divers points, créant des grottes où se reproduisent les grandes cigales de mer (Scyllarides latus).
Les fonds marins du versant nord sont caractérisés par des glissements de terrain. C’est une zone relativement peu profonde, qui se termine sur une plaine de sédiments couverte de prairies de posidonies. A la Punta del Papa, à 42 mètres de profondeur, s’élèvent trois pinacles, le plus haut atteignant les 15m de profondeur. Ce pinacle est constamment entouré de bancs de castagnoles, qui s’ouvrent et se reforment pour échapper aux attaques fréquentes des sérioles. De la crête du haut-fond, en descendant vers le nord-ouest, parmi les bancs de castagnoles rouges, s’ouvrent les grands éventails des magnifiques gorgones. La lumière des torches fait ressortir le rouge vif de ces majestueuses colonies ; de somptueux spécimens jaunes sortent du lot. En longeant les deux autres pinacles un peu plus bas, également couverts de gorgones, on atteint une large zone de coralligène. Il n’est pas rare de voir, sur les fonds marins, des mérous et des bancs de dentis.