Natural Bridges State Beach abrite un bosquet d’eucalyptus qui servait d’habitat aux papillons monarques. Jusqu’à 150 000 papillons migrent jusqu’à 3 200 km (2 000 miles) vers le parc pour échapper au froid de l’hiver dans le nord-ouest des États-Unis et au Canada. La ville de Santa Cruz organise un festival annuel pour marquer le retour des papillons. Les monarques s’installent dans des bosquets le long des côtes de Californie et de Basse-Californie. À Natural Bridges State Beach, ils trouvent un abri contre le vent et des sources d’eau et de nourriture. Les papillons se regroupent sur les arbres, « entrelaçant leurs pattes entre les branches pour ressembler à une touffe de feuilles ». Les papillons se protègent mutuellement des vents froids de l’hiver et des pluies en se regroupant. À la fin des années 1990, la population de papillons du parc a commencé à décliner. Les biologistes attribuent ce déclin à un manque d’habitat causé par la chute de pins et d’eucalyptus. Le déclin à Natural Bridges State Beach a signifié une augmentation du nombre de papillons à la plage d’État voisine de Lighthouse Field.
Les 65 acres (26 ha) du parc présentent une variété d’habitats. Des marais d’eau salée et d’eau douce se trouvent sur Moore Creek. Le maquis côtier entoure les marges et les zones intérieures non développées du parc. Des dunes de sable et un étang d’eau douce se trouvent également dans le parc.
Les bassins de marée sur la plage donnent un aperçu de l’habitat de la vie marine aux visiteurs du parc. Les marées descendantes révèlent des populations d’oursins, d’étoiles de mer, de bernard-l’ermite et de varech. Les mammifères marins, tels que les baleines, les phoques et les loutres de mer, peuvent être observés depuis la plage. En combinaison avec l’embouchure estuarienne de Moore Creek, la plage de l’État fournit un habitat pour une variété d’espèces d’oiseaux, comme les oiseaux de rivage, les mouettes et les aigrettes neigeuses. On peut souvent trouver des pélicans bruns et des cormorans sur le pont naturel restant.
La réserve marine d’État de Natural Bridges est une zone marine protégée au large de la plage d’État de Natural Bridges. Comme un parc sous-marin, cette aire marine protégée contribue à la conservation de la faune océanique et des écosystèmes marins.