L'écozone ne couvre que 2 % de tout le Canada, mais elle comprend une large gamme de milieux terrestres, dulçaquicoles et marins d'importance primordiale. Le varech et les algues qui poussent le long des côtes rocheuses offrent un abri et de la nourriture aux diverses communautés marines de moules et de crabe. La Plate-forme Scotian au large de la Nouvelle-Écosse est l'une des régions marines les plus productives de l'écozone. Les plages basses et les battures du fond de la baie de Fundy et de la partie sud du golfe du Saint-Laurent sont dominées par des crustacés fouisseurs. Le golfe est bien connu pour ses pêches aux pétoncles, au maquereau, au poisson de fond et au hareng. Les phoques, les dauphins, les marsouins et les guillemots noirs sont quelques-uns des prédateurs du niveau trophique supérieur de l'écozone. L'observation de phoques et de baleines est une attraction touristique populaire.
Les rivières qui coulent dans la région sont essentielles au saumon de l'Atlantique et aux autres espèces océaniques d'importance commerciale qui reviennent vers les ruisseaux de l'intérieur pour frayer. L'omble de fontaine, le gaspareau, le flétan et l'achigan sont très recherchés par les pêcheurs sportifs et commerciaux.
Les lacs et les cours d'eau ombragés par les forêts assurent un habitat au héron, au huart et aux canards d'eau douce, tandis que le balbuzard et l'aigle nichent dans les arbres de grande taille. La bernache du Canada, la sarcelle à ailes bleues, le morillon à collier et 31 autres espèces d'oiseaux se reproduisent exclusivement dans les habitats dulçaquicoles uniques de la région de l'Atlantique. Des dizaines de milliers d'oiseaux de rivage et d’oiseaux migrateurs se nourrissent de crustacés dans les vasières de la baie de Fundy. En raison de ses mers productives et de ses importants estuaires côtiers, l'écozone maritime de l'Atlantique est souvent qualifiée de «carrefour international pour les oiseaux marins».
Une grande partie de la faune sauvage de l'écozone est tributaire des écosystèmes forestiers. Les mammifères terrestres incluent l'ours noir, le lynx roux, le lièvre d'Amérique, le grand polatouche et le cerf de Virginie. De grandes hardes d'orignaux se rassemblent dans diverses régions, notamment dans le coeur des monts Chics-Chocs de la péninsule gaspésienne. Le loup, le vison et quelques lynx habitent aussi dans l'écozone.
La modification et la perte d'habitats entraînées par les activités humaines sont les principales menaces à la faune. Le morcellement des paysages et le déclin des espèces peuvent être attribués à l'exploitation forestière, à l'agriculture, à la surpêche et à l'urbanisation. Après des siècles de chasse, la baleine grise a disparu de l'Atlantique. Le corégone d'Acadie est aujourd'hui menacé de disparition à cause de la surpêche et de la détérioration de la qualité de l'eau par les pluies acides et d'autres contaminants. Au XIXe siècle et au début du XXe, l'industrie de la mode a utilisé sans merci les plumes de la sterne de Dougall, une espèce aujourd'hui menacée et victime de l'expansion des populations de goélands argentés qui se nourrissent de ses oeufs et oiselets.
De nombreuses initiatives ont été prises en vue de préserver la faune unique de l'écozone. Les règlements provinciaux et les zones protégées aident à sauvegarder les espèces et les habitats. L'île Machias Seal, un sanctuaire d’oiseaux migrateurs situé dans la baie de Fundy, abrite les seules colonies de macareux moine et de petits pingouins du Nouveau-Brunswick. Plusieurs espèces cherchent également refuge dans les six parcs nationaux de l'écozone. Par exemple, la tortue de Blanding, espèce menacée, est confinée presque exclusivement aux eaux acides et aux terrains tourbeux du parc national Kejimkujik.