หมู่เกาะอ่างทองเป็นอุทยานแห่งชาติซึ่งตั้งอยู่ในเขตน้ำตื้นใกล้ฝั่ง ความลึกเฉลี่ยของน้ำประมาณ 10 เมตร น้ำทะเลบริเวณอุทยานฯ มีความโปร่งใสน้อยเนื่องจากได้รับอิทธิพลของตะกอนจากแม่น้ำตาปี ลักษณะชายฝั่งโดยทั่วไปมีความสูงชัน ส่งผลให้ปะการังในบริเวณนี้ก่อตัวในแนวแคบๆเฉพาะชายฝั่งด้านตะวันตกเฉียงใต้และบริเวณที่มีที่กำบังจากลมมรสุมตะวันออกเฉียงเหนือ ปะกังรังที่พบส่วนใหญ่ได้แก่ ปะการังหินลูกช้าง ปะการังสมอง ปะการังเขากวางกิ่งสั้น ปะการังพวกนี้จะอยู่ด้านบนของแนว ส่วนที่อยู่ในระดับลึกลงไปและได้รับแสงน้อยจะเป็นพวกปะการังแผ่น (ในสกุล pavona) และปะการังดอกไม้ (Goniopora sp.) สำหรับสัตว์น้ำที่อาศัยอยู่ในบริเวณนี้ได้แก่ ปลาผีเสื้อลายแปดเส้น ปลาผีเสื้อปากยาว ปลาสินสมุทร ปลานกแก้ว ปลากระเบนทอง ปลาฉลามหูดำ ปลาเก๋า หอยเม่นลายเสือ. ส่วนบริเวณด้านในของแนวปะการังซึ่งการไหลเวียนของน้ำไม่ดีพอนั้นจะเป็นที่อาศัยของ ปลิงทะเล ปูม้า และสาหร่ายสีน้ำตาลกลุ่มสาหร่ายทุ่น (Sargassum sp.) และสาหร่ายจอก (Turbinaria sp.)

บริเวณด้านข้างของเกาะเป็นหินที่ชัน และมีความลึกมากจนแสงส่องลงไปได้น้อย ทำให้ปะการังไม่สามารถเจริญเติบโตได้ ในบริเวณนี้จึงเป็นที่อยู่ของสัตว์จำพวก กัลปังหา กัลปังหาหวี แส้ทะเล หอยนางรม หอยมือเสือ หอยมือหมี ที่สำคัญคือเป็นแหล่งอาศัยของแพลงตอนซึ่งเป็นธาตุอาหารของสัตว์ทะเล ในบริเวณนี้จึงเต็มไปด้วยสัตว์น้ำหลายชนิด อาทิเช่น กลุ่มหอยสองฝาชนิดต่าง ๆ ปะการังอ่อน หอยจอบ ฟองน้ำครก ฟองน้ำท่อ สาหร่ายคัน เพรียงหัวหอม เป็นต้น และทั้งยังเป็นแหล่งเลี้ยงตัวอ่อนของ ปลาทู ปลากะตัก และหมึกทะเล