Al subir los niveles de las aguas durante la época de lluvias, las ciénagas se comunican con el mar y los camarones (Penaeus sp.) migran masivamente para su reproducción. Hay más de 250 especies de aves, entre ellas se destacan migratorias y amenazadas como el flamenco rosado (Phoenicopterus ruber ruber) y residentes típicas de ecosistemas secos de la Guajira: como el rey guajiro (Cardinalis phoeniceus), Pinzón Guajiro (Arremonops tocuyensis) y el Colibrí Anteado (Leucippus falax). A su vez, el área marina adyacente al Santuario se caracteriza por ser corredor migratorio de tortugas marinas como la Laúd (Dermochelys coriacea), Cabezona (Caretta caretta), Carey (Eretmochelys imbricata) y la Tortuga Verde (Chelonia mydas), que se alimentan de las praderas de pastos marinos.