Gran parte del término municipal de Chiclana de la Frontera se encuentra dentro del Parque Natural de la Bahía de Cádiz.
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Papel importante desempeña el Paraje Natural de las Marismas de Sancti-Petri, 170 hectáreas de marisma natural de gran riqueza biológica. Fuera ya del Parque Natural y catalogado como Reserva Natural se encuentra el complejo endorreico de Chiclana (Laguna de Jeli y Laguna de Montellano) con 49 hectáreas protegidas y una amplia diversidad de aves acuáticas (flamencos, patos, garzas…), así como el Pinar Público de La Barrosa
La flora chiclanera, claramente diferenciada en los terrenos interiores o los cercanos al litoral; en los primeros, eran abundantes los bosques de acebuches, los pinos mediterráneos y los alcornoques, que han ido, poco a poco, desapareciendo con las sucesivas roturaciones de los suelos para una seguida y continua agricultura, pero aun quedan zonas de interés natural como la zona del alcornocal del Pago del Humo y el pinar de Claverán.
Las arenas tierras cercanas a la playa de La Barrosa cuenta con una cobertura vegetal de preciosos pinos piñoneros, que constituyen hoy en dia los bosques más extensos. Estos pinares están acompañadas de una masa arbustiva compuesta de:
Cercanas a la zona de marismas, sus plantas halófitas como las sapinas y los salados son las reinas.
Las aves, sobre todo las acuáticas, son las reinas de la fauna chiclanera, tanto por su cantidad como variedad. Entre ellas:
Entre sus puntos más protegidos, el precioso camaleón, vestigios de otra era donde los hombres no moraban la tierra, reptil en vías de extinción, que vive entre los bosques de pinos.
Obviamente, del litoral y de los esteros, destacan también las especies marinas, de gran valor nutritivo y estrella de la gastronomía chiclanera: