In der näheren Umgebung der Stadt befinden sich zahlreiche Naturschutzgebiete und schutzbedürftige Areale, u. a. die bedeutenden Brut- und Rastgebiete Poda, Mandra-See, Burgas/Waja- und Atanassow-See. Sie sind in das Projekt "Feuchtgebiete Burgas" (englisch: Burgas Wetlands) eingegliedert. Dazu wurden der Burgas- und der Atanassow-See sowie das Naturschutzgebiet Poda in die Ramsar-Liste aufgenommen. In den Seenlandschaften um Burgas nisten und überwintern zahlreiche unter Schutz stehende Vogelarten wie Pelikane, Reiher (Nacht-, Rallen-, Seiden-, Silber- und Purpurreiher) sowie Kormorane. Ein großer Teil der Weltpopulation anderer Zugvögel wie die Zwergscharbe und die Weißkopfruderente überwintern dort. Durch die Stadt bzw. über die Seen verläuft der östliche Nord-Süd-Migrationsweg der Zugvögel, die Via Pontica, was Vogelbeobachter und Ornithologen aus ganz Europa anlockt. So vereinen sich über Burgas acht Hauptrouten des Storchenzugs und dort sind während der Zugzeiten mehrere hunderttausend Weißstörche, Zwergscharben, Krauskopfpelikane und Rothalsgänse sowie alle europäischen Limikolenarten und fast 30 verschiedene Greifvogelarten zu beobachten.