La Reserva San Pablo de Valdés encierra importantes valores relacionados con los yacimientos arqueológicos y paleontológicos, que se concentran en la zona costera asociados a los campos de dunas y a los acantilados, respectivamente. Posee una muestra valiosa de la vegetación de la estepa patagónica y la correspondiente a las dunas, playas y sus espacios intermareales. Esto también se hace extensivo a la fauna, tanto de la zona esteparia como la fauna del mar adyacente y de sus costas.
Por ejemplo, es destacable que el mar circundante sea área reproductiva de la ballena franca austral (Eubalaena australis), especie que fue declarada Monumento Natural Nacional por la Ley Nº 23.094/84. Hay colonias cercanas del elefante marino (Mirounga leonina) y del lobo marino de dos pelos (Artocephalus australis), como también se hacen presentes especies de delfines, marsopas y toninas.
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