Natural Bridges State Beach beherbergt einen Eukalyptushain, der Lebensraum für Monarchfalter bietet. Bis zu 150.000 Schmetterlinge wandern bis zu 2.000 Meilen (3.200 km) in den Park, um dem kalten Wetter des Winters im Nordwesten der Vereinigten Staaten und in Kanada zu entkommen. Die Stadt Santa Cruz veranstaltet jährlich ein Festival, um die Rückkehr der Schmetterlinge zu feiern. Monarchen lassen sich in Hainen entlang der Küsten von Kalifornien und Baja California nieder. Am Natural Bridges State Beach finden sie Schutz vor dem Wind und Quellen für Wasser und Nahrung. Die Schmetterlinge schwärmen auf den Bäumen aus und „verflechten ihre Beine zwischen den Ästen, so dass sie einem Blätterhaufen ähneln.“ Die Schmetterlinge schützen sich gegenseitig vor kalten Winterwinden und Regen, indem sie sich zusammentun. Ab den späten 1990er Jahren begann die Population der Schmetterlinge im Park zu sinken. Biologen führen den Rückgang auf einen Mangel an Lebensraum zurück, der durch umgestürzte Kiefern und Eukalyptusbäume verursacht wurde. Der Rückgang am Natural Bridges State Beach hat zu einem Anstieg der Schmetterlingszahlen am nahegelegenen Lighthouse Field State Beach geführt.
Die 65 Hektar (26 ha) des Parks haben eine Vielzahl von Lebensräumen. Salzwasser- und Süßwassersümpfe befinden sich am Moore Creek. Küstengebüsch umgibt die Ränder und unbebauten Innenbereiche des Parks. Sanddünen und ein Süßwasserteich sind ebenfalls im Park zu finden.
Gezeitentümpel am Strand bieten den Besuchern des Parks einen Einblick in den Lebensraum der Meeresbewohner. Rückläufige Gezeiten offenbaren Populationen von Seeigeln, Seesternen, Einsiedlerkrebsen und Seetang. Meeressäuger wie Wale, Robben und Seeotter können vom Strand aus beobachtet werden. In Kombination mit der Mündung des Moore Creek bietet der Strand Lebensraum für eine Vielzahl von Vogelarten, wie z. B. Küstenvögel, Möwen und Schneereiher. Braune Pelikane und Kormorane sind oft auf der verbliebenen natürlichen Brücke zu finden.
Das Natural Bridges State Marine Reserve ist ein Meeresschutzgebiet vor der Küste des Natural Bridges State Beach. Wie ein Unterwasserpark hilft dieses Meeresschutzgebiet dabei, die Meeresfauna und -flora und die marinen Ökosysteme zu erhalten.