Nasjonalparken har store verneverdier knyttet til flora og fauna, strand- og kysttyper, kystbarskog, lyngheier og det intakte storslagne kystlandskapet. Området har spesielle marine egenskaper pga. Glommas utløp og en meget variert undersjøisk topografi og bunnforhold. Dette gjør at Ytre Hvaler inneholder et stort mangfold av marine naturtyper både på grunt og dypt vann. Det er flere korallrev i området, deriblant Tislerrevet utenfor Tisler som er verdens største innaskjærs korallrev på dypt vann. Også det største utaskjærs dypvannsrevet er norsk, nemlig Røstrevet.