Les vasières et les marais du golfe ont favorisé le développement d'un écosystème varié, notamment par la présence d'un herbier de zostère, le deuxième plus important de France. Il contribue à stabiliser les terrains, à diminuer la turbidité de l'eau, à favoriser l'oxygénation, la production du phytoplancton et constitue un abri naturel pour la reproduction.
Le golfe est surtout réputé pour son intérêt ornithologique. Outre les mouettes et les goélands, c'est un des endroits de France les plus riches en espèces migratoires, dont il accueille entre 60 000 et 130 000 individus pendant la saison hivernale :
Le Conservatoire du littoral a acquis une portion des marais de Séné, afin de les protéger. En raison, entre autres, de la présence de nombreuses espèces d'oiseaux migrateurs trouvant refuge au sein du golfe, les anciens marais salants de Séné ont été classés en réserve naturelle. Un projet de parc naturel régional est à l'étude pour les années à venir.
Ces caractéristiques, ajoutées à la profondeur assez faible dans certaines parties du golfe, rendent nécessaire une navigation prudente. Néanmoins la navigation de plaisance est très développée dans le golfe. En effet, le nombre de criques et recoins rendent particulièrement difficiles la navigation dans le golfe. Des repères fixes à terre (amer) permettent de naviguer comme la « maison rose » qui permet de trouver l'accès à la rivière de Vannes.
Plusieurs ports de plaisance offrent des services plus ou moins développés aux plaisanciers : du port de Vannes qui offre toute la gamme des services portuaires aux mouillages plus modestes d'Arradon, de l'île aux Moines, de Port-Blanc, de l'île d'Arz et de Port-Navalo (liste non exhaustive).
Les dériveurs et planches à voile sont très actifs eux aussi et de nombreuses écoles de voile proposent cours et locations.
Ces dix dernières années, le golfe a vu l'explosion de la navigation en bateaux à moteur de plus en plus puissants. Une association d'usagers du Golfe (constituée de navigateurs, kayakistes, promeneurs, etc.) demande aux pouvoirs publics de faire respecter les règles de navigation qui souffrent de nombreuses infractions. Plus généralement, un nombre croissant d'amoureux du golfe déplore les pollutions environnementales, sonores, olfactives et visuelles entraînées par la multiplication des bateaux à moteur et des jetskis.
Certains villages de pêcheurs ont développé des voiliers qui leur sont propres :
De plus, dans tout le golfe, sont utilisées des barques à fond plat, les « plates », pour la pêche et l'élevage des coquillages et le transport dans les parties du golfe où il y a peu de fond.