Europa est, avec l'atoll d'Aldabra, un sanctuaire majeur de nature préservée de l'océan Indien.
L'île accueille d'importantes colonies de reproduction d'espèces d'oiseaux marins, les premières ou les secondes de l'océan Indien par la taille des populations pour les fous à pieds rouges, les sternes fuligineuses, les frégates ariel, les frégates du Pacifique et les pailles en queue à brins rouges. Il existe même une sous-espèce endémique d'Europa du paille en queue à brins blancs Phaethon lepturus europae.
En tout, treize espèces d'oiseaux différentes se reproduisent à Europa. Outre celles déjà citées, d'autres espèces liées au milieu marin nichent sur l'île : des sternes caspiennes, des aigrettes dimorphes, des crabiers blancs malgaches et un petit groupe de puffins d'Audubon. Il faut aussi compter parmi les treize espèces nicheuses, trois espèces indigènes terrestres, le Corbeau pie, la Chouette effraie et une sous-espèce endémique de l'Oiseau-lunettes de Madagascar Zosterops maderaspatanus voeltzkowi.
Europa est également une île accueillante pour de nombreux oiseaux migrateurs. Certaines espèces comme le Tournepierre à collier sont des hivernants réguliers, familiers du platier corallien. D'autres ne font que passer, y faisant une escale privilégiée ; il arrive ainsi parfois que le lagon d'Europa soit investi par des troupes de flamants roses.
C'est aussi l'un des lieux de ponte les plus importants au niveau mondial des tortues vertes. Il est ainsi estimé que selon les années et l'état général des courants océaniques, entre 2 000 et 11 000 tortues femelles viennent pondre pendant la période principale de reproduction, de novembre à janvier, sur les plages d'Europa. Le nombre de naissances est évalué entre 700 000 et 2 400 000 par an. La population de tortues marines d'Europa est même en progression, avec un taux de croissance annuel moyen de 3 % entre 1983 et 2007.
Les jeunes tortues sont dès leur naissance confrontées à l'un de leurs principaux prédateurs : les frégates. En bandes, elles sillonnent le ciel et surveillent les plages de l'île. Habituellement, les éclosions des tortues – qui sont déclenchées par une baisse de la température – se produisent la nuit, ce qui permet aux nouveau-nés de rejoindre la mer sans être attaqués. Il suffit toutefois que l'air se refroidisse brusquement, à l'approche du soir ou au passage de nuages, pour que les tortues sortent de leur nid. S'il fait encore jour, elles n'ont quasiment aucune chance de rejoindre la mer avant l'arrivée des prédateurs.
L'île Europa possède dans les parties nord du lagon et du platier récifal quelques rares herbiers sous-marins peu étendus, formés par des plantes des genres Halodule et Thalassodendron. Le fond sableux du lagon est quant à lui colonisé par une végétation discrète et clairsemée d'Halophila ovalis dont on peut constater qu'elle est régulièrement broutée. Outre le fait que les jeunes tortues vertes ont un régime alimentaire qui n'est pas strictement herbivore, ces ressources de pâturage leur permettent de se développer à l'abri dans le lagon et la mangrove. Mais la production des herbiers demeure bien insuffisante pour assurer la subsistance des tortues reproductrices qui doivent donc nécessairement migrer pour pouvoir s'alimenter et constituer des réserves.
Une étude scientifique publiée en 2007 a montré, par étude de l'ADN mitochondrial, que la population de tortues vertes d'Europa appartenait à un groupe génétiquement différencié de ceux des autres îles du sud-ouest de l'océan Indien. La ségrégation pourrait être liée aux courants marins qui entraînent les juvéniles d'Europa vers le sud de l'Afrique. Les mêmes scientifiques de l'Ifremer (Institut français de recherche pour l'exploitation de la mer) ont programmé une autre mission à Europa en mai 2008 : comprendre comment les tortues, qui parcourent chaque année des centaines de kilomètres entre leur habitat et le lieu de ponte, s'orientent en pleine mer. Ce serait résoudre l'une des grandes énigmes de la nature.
La présence de la tortue imbriquée est fréquemment signalée dans les eaux d'Europa. Elle se tient notamment dans les exutoires de reflux de marée qui forment de véritables petits torrents d'eaux vives où se développent des colonies d'anémones de mer dont les tortues imbriquées peuvent se nourrir. En revanche, les études scientifiques ne mentionnent pas de sites de ponte (alors que la reproduction de cette espèce est attestée à Juan de Nova).
Les deux seules espèces de mammifères présentes sur Europa sont celles que l'homme y a introduites : les rats de l'espèce Rattus rattus, probablement amenés par les premiers navigateurs ayant abordé l'île, et les chèvres, des animaux au pelage noir dont l'effectif est de quelques centaines. En mer, les mammifères marins ne sont guère abondants. Des baleines à bosse ont parfois été signalées dans les parages. Un cadavre de dugong a été trouvé dans le lagon en 1950 mais l'espèce n'y a jamais été vue vivante.
Les seuls vertébrés uniquement terrestres indigènes de l'île sont des lézards. Au moins trois espèces ont été à ce jour identifiées comme telles, deux scinques, Mabuya infralineata qui est endémique de l'île et Cryptoblepharus boutonii représenté par la sous-espèce Cryptoblepharus boutonii ssp. bitaeniatus qui est également spécifique à Europa, et un gecko, Lygodactylus verticillatus. Une ou plusieurs espèces de geckos nocturnes du genre Hemidactylussont également présentes, ayant été très probablement introduites involontairement par l'homme.
En période chaude et humide, l'île est infestée, du coucher du soleil à l'aurore, de moustiques appartenant à l'espèce Ochlerotatus fryeri. La présence massive d'Eretmapodites plioleucus a également été signalée lors d'observations entomologiques en 1923 et 1948 mais n'a pas été confirmée récemment.
Il existe également, le long des plages, une importante population de bernard l'ermite terrestres (Coenobita perlatus).
L'île est couverte par diverses formations végétales. Celles-ci correspondent dans leur ensemble à une végétation naturelle dans un bon état de conservation.
Au nord de l'île, s'étend une forêt sèche à euphorbes arborescentes (Euphorbia stenoclada) alors que sur les bordures du lagon s'est développée une mangrove dense de palétuviers (Avicennia marina, Rhizophora mucronata, Ceriops tagal, Bruguiera gymnorhiza).
La partie centrale est couverte d'une steppe salée dominée par les touffes d'une graminée à tiges très raides (Sclerodactylon macrostachyum). En marge de la mangrove ainsi que dans de petites dépressions apparaissent des sansouïres à salicornes (Salsola littoralis) et à pourpiers (Sesuvium portulacastrum).
Des broussailles occupent le tour de l'île et partent à l'assaut des dunes littorales : l'arina (Psiadia altissima) est l'espèce la plus courante, alors que les bois matelots (Pemphis acidula, Suriana maritima) se trouvent plutôt à proximité du rivage. En outre, quelques filaos (Casuarina equisetifolia), dont on ne sait s'ils se sont installés naturellement ou ont été volontairement introduits, parsèment les bordures de plage. Diverses espèces (cocotiers, etc.) ont aussi été plantées sporadiquement par les occupants occasionnels de l'île.
Les seules zones de végétation réellement transformées correspondent aux plantations de sisal (Agave sisalana) créées au nord de l'île lors des tentatives de colonisation du début du XXe siècle.
En 1975, un arrêté du préfet de La Réunion, en tant que délégué du Gouvernement pour les îles Éparses, a déclaré celles-ci « réserves naturelles ». Cette appellation ne correspond pas au statut de Réserves naturelles actuellement défini par le code de l'environnement et par le code rural, mais cet arrêté, toujours valide, permet néanmoins de s'opposer légalement à toutes déprédations de la nature.
Depuis 1977, le code forestier est aussi rendu applicable à Europa ainsi que dans les autres îles Éparses dans les mêmes conditions juridiques qu'à La Réunion. Dans la pratique, cette disposition établit l'interdiction de tout nouveau défrichement. Pour le reste, la plupart des dispositions du code forestier restent en fait sans objet compte tenu de la singularité des milieux naturels et de l'absence de notion de propriété foncière sur l'île.
De manière principale, les pouvoirs d'administration dont disposait le délégué du Gouvernement et dont dispose plus encore aujourd'hui le préfet des TAAF, leur ont permis et leur permettent de réglementer et de contrôler strictement l'accès à l'île et les conditions de cet accès.
Une réflexion sur le classement en réserve naturelle des îles Éparses a été lancée en 2002 par le ministère de l'Environnement. Depuis lors, le statut de rattachement des îles ayant été modernisé, le choix du cadre réglementaire le mieux adapté pour la protection des espèces et des écosystèmes d'Europa n'est pas déterminé. L'Union internationale pour la conservation de la nature soutient l'inscription d'Europa comme site naturel du Patrimoine mondial de l'Humanité.
En juin 2009, le Grenelle de la mer a demandé le classement en réserve naturelle de l'île avant la fin 2010 (dans le cadre de l’application de la convention TAAF-Agence des aires marines protégées) et une « stratégie de mise en place de réserves naturelles dans les îles Éparses » en 2011.