L'area protetta presenta importanti aspetti di erosione carsica e marina su substrato dolomitico.
Lungo la costa affiorano rocce del complesso calcareo-dolomitico denominato "Dolomie di San Pietro dei Monti," con strutture algali, interstrati pelitici e grotte, conservanti reperti di passate oscillazioni del livello marino.
Tra le principali cavità, generatesi in seguito a fenomeni carsici e all'erosione marina, si possono citare la Grotta Marina di Bergeggi, la Grotta delle Sirene e la Grotta della Galleria di Bergeggi.

Sotto il profilo floristico e vegetazionale, entrambe, l'isola e la costa, si presentano coperte da specie vegetali pioniere tipiche di substrati calcarei e da specie arbustive della gariga e della macchia mediterranea.
Sono presenti specie di particolare pregio tra cui: Campanula sabatia (esclusiva della Liguria occidentale), Euphorbia dendroides, arbusto che perde le foglie all'inizio dell'estate per farle ricrescere in autunno, la rara Anthyllis barbajovis e I'endemica Thyme/ea hirsuta.

Per la fauna si segnala la presenza del raro coleottero Cicindela maroccana pseudomaroccana.
L'isola di bergeggi e' inoltre uno dei pochi siti di nidificazione del Gabbiano reale