Les oiseaux en mer sont divisés en deux catégories : les oiseaux marins du large et les oiseaux marins côtiers. Nombreux à survoler le littoral et les eaux du Parc, ils sont pour la plupart des espèces à enjeux de préservation.
Les Phoques gris sont présents dans les eaux du Parc : en 2017, 400 d’entre-eux ont été observés simultanément de la frontière belge à la baie de Somme.
Le Parc et l'observatoire PELAGIS mènent une étude sur la mégafaune marine - oiseaux, mammifères et éventuelles autres espèces de grande taille - par observation aérienne.
Les insectes et les autres arthropodes (les araignées, les crustacés, les mille-pattes, les collemboles, etc.) sont encore mal connus en milieux littoraux et estuariens.
Afin d’améliorer les connaissances des milieux sableux et vaseux recouverts par les marées, le Parc a lancé à l’automne 2020, et pour une durée de deux ans, le projet HABISSE.
Les vasières et les plages de sable et de galets du Parc abritent plusieurs mois dans l’année le Gravelot à collier interrompu, une espèce rare et menacée.