Au printemps et en été, le site accueille jusqu’à 18 espèces nicheuses, réparties d’un bout à l’autre du Sillon de Talbert et dans les îlots situés à son extrémité. Citons pour exemple, le Grand gravelot et le Gravelot à collier interrompu, dont les œufs sont disposés directement au sol parmi le sable et les galets, dans les zones non recouvertes par la marée.
Deux espèces de sternes (Sterne naine et Sterne pierregarin) ainsi que l'Huîtrier pie sont aussi des oiseaux nicheurs de ces milieux.
Dans le milieu dunaire on rencontre quatre espèces de passereaux dont les nids sont dissimulés dans la végétation : l’Alouette des champs, le Pipit farlouse, le Tarier pâtre et la Cisticole des joncs.
La Réserve naturelle possède une responsabilité régionale majeure et très élevée pour 8 de ces espèces nicheuses (Grand gravelot, Cormoran Huppé, Goéland argenté, Gravelot à collier interrompu, Huîtrier pie, Pipit maritime et Tadorne de Belon).
De passage ou en hivernage, la Réserve naturelle constitue un point d’accueil favorable pour de nombreuses espèces d’oiseaux. Ainsi, des effectifs importants de limicoles, tels que les Bécasseaux, les Pluviers ou encore les Gravelots, se concentrent à marée basse dans les milieux de vases et de prés salés en quête d’invertébrés. La Bernache cravant, petite oie de Sibérie, fréquente quant à elle les herbiers de zostères pour se nourrir. Les laisses de mer échouées sur la plage sont également prospectées, notamment par les Tournepierres à collier. A marée haute, grèbes, plongeons et harles, plongent à la recherche de nourriture tandis que les limicoles trouvent refuge sur les zones hors d’eau telles que le Sillon, l’île Blanche et quelques écueils rocheux. Plusieurs espèces de passereaux fréquentent également le site à la saison mauvaise, des plus communes comme la Linotte mélodieuse, le Verdier d’Europe à certaines plus rares, comme le Bruant des neiges qui revient sur le site chaque hiver.
Peu d’espèces de mammifères fréquentent la Réserve naturelle.
Depuis 2006, 16 taxons ont été inventoriés sur le site. Parmi les espèces fréquemment observées, on peut citer le Phoque gris, la Crocidure musette, la Belette d’Europe où encore le Lapin de garenne.
Les invertébrés terrestres restent le groupe le moins connu de la Réserve naturelle. Les observations ponctuelles ont tout de même permis de recenser entre autres, 25 espèces de lépidoptères, 15 hyménoptères, 7 coléoptères, 4 orthoptères et 3 diptères. Coléoptère carabique de grande taille, le Broscus cephalotes creuse des terriers sous des supports stables de la laisse de mer, tels que le bois échoué, où il trouve refuge le jour et ramène ses proies la nuit. Sur le site, il est également observé sous des pierres du haut de plage durant la journée.
La grande guêpe fouisseuse Bembix rostrata est, elle, fréquemment notée sur la végétation dunaire dont elle se nourrit (notamment le Panicaut maritime) mais aussi sur des zones de sable nu où elle installe son unique larve. Représentatifs de la faune invertébrée marine des côtes bretonnes, des inventaires ont permis d’identifier sur la Réserve 104 taxons dont 47 mollusques, 29 crustacés et 14 annélides polychètes ; les spongiaires, hydrozoaires, némertes, pycnogonides, bryozoaires, échinodermes et tuniciers étant représentés par une à trois espèces. Parmi les mollusques, les gastéropodes fixés dominent sur l’estran rocheux à l’ouest tandis que les bivalves fouisseurs sont les plus nombreux sur l’estran sableux à l’est.
L’inventaire de la flore vasculaire réalisé en 2023 par le Conservatoire botanique de Brest à permis d’identifier 153 taxons. 8 espèces à fortes valeurs patrimoniales ressortent de ces données. Deux d’entre elles bénéficient d’une protection nationale : la Renouée de Ray (Polygonumraii Bab) et le Chou marin (Crambemaritima L.).
Deux autres sont protégées au niveau régional : le Panicaut maritime (Eryungium maritimum L.) et la Renouée maritime (Polygonum maritimum L.). Ni protégée ni menacée à l’échelle nationale ou régionale, la Spartine maritime (Spartina maritima)est tout de même remarquable à l’échelon départemental, la RNR accueillant une des seules stations costarmoricaines de ce taxon. Un enjeu de conservation est également à noter pour la Morelle douce-amère maritime (Solanum dulcamara L. var. marinum Bab.) et la Zostère naine (Zostera noltei Hornem). Enfin, en 2023,la cretelle hérissée (Cynosorus echynatusL.) est recensée dans la partie dunaire du Sillon de Talbert et s'ajoute ainsi à la liste.
Le secteur du Sillon de Talbert abrite un champ d’algues important avec une estimation aux environs de 400 espèces d’algues différentes.
Dans l’enceinte du périmètre de la Réserve Naturelle, un inventaire non exhaustif des espèces algales a permis de recenser 99 taxons :
✤ 63 algues rouges (Rhodophyta),
✤ 22 algues brunes (Phaeophyceae),
✤ 11 algues vertes (Chlorophyta)
✤ 3 diatomées (Bacillariophyta).