Quảng Trị có các hệ sinh thái thủy vực điển hình nhưcác sông, suối phụ lưu, Hệ sinh thái đầm nuôi ven biển, hệ sinh thái các đảo ven bờ
1. Khu hệ thuỷ sinh vật
- Thực vật nổi: tại Quảng Trị, các số liệu điều tra thành phần thực vật nổi nước ngọt không nhiều, mới biết 48 loài thực vật nổi ở Quảng Trị (lưu vực sông Đăkrông). Tập hợp các nghiên cứu, mới xác định được 72 loài thực vật nổi nước ngọt thuộc 6 ngành tảo bao gồm Tảo Silic (Bacillariophyta), Tảo lục (Chlorophyta), Tảo lam (Cyanophyta), Tảo vàng ánh (Chrysophyta), Tảo giáp (Pyrrophyta) và Tảo mắt (Euglenophyta). Mật độ thực vật nổi trung bình các thủy vực nước ngọt từ 16,9 x 103 tb/l đến 37,65 x 103 tb/l. Nhìn chung, Tảo silic chiếm tỷ lệ số lượng ưu thế 37- 50% số lượng tế bào thực vật nổi.
- Động vật nổi: thống kê các kết quả phân tích vật mẫu thu được, đã biết được 75 loài động vật nổi thuộc các nhóm Trùng bánh xe, Giáp xác râu ngành, Chân chèo, Harpacticoida, có bao và các nhóm ấu trùng khác nhau. Số lượng các loài đã biết còn thấp hơn nhiều so với thực tế có được. Thành phần loài động vật nổi hầu hết là các loài phân bố rộng. Từ kết quả phân tích các vật mẫu thu được trong tháng VI/2001, đã xác định được 2 loài Copepoda - Calanoida thuộc họ Diaptomidae mới cho khoa học (trong đó có 1 giống mới)
- Động vật đáy: các kết quả khảo sát đã xác định được 28 loài động vật đáy là giáp xác, thân mềm có trong các thủy vực nước ngọt Quảng Trị. Số lượng thành phần loài như vậy còn chưa đầy đủ so với thực có trong thiên nhiên. Trong đó đáng lưu ý là các loài giáp xác và thân mềm sông suối vùng núi chưa được biết nhiều.
- Khu hệ cá: thống kê thủy vực nước ngọt khu hệ cá vùng Khe Sanh-Rào Quán (Quảng Trị) có 36 loài (Nguyễn Kiêm Sơn, 1999). Khi nghiên cứu khu hệ cá, Nguyễn Thái Tự (1991) đã coi Bắc Trung Bộ là khu vực phát sinh phân họ cá
Mương trong họ cá Chép.
2. Khu hệ thủy sinh vật vùng triều, cửa sông ven biển
Thực vật nổi: đã xác định được 130 loài tảo thuộc các ngành Tảo silic
(Bacillariophyta), Tảo giáp (Pyrrophyta), Tảo lam (Cyanophyta), Tảo lục
(Chlorophyta) và Tảo mắt (Euglenophyta). Tại khu vực ven biển, mật độ thực
vật nổi dao động từ 6 đến khoảng 46 triệu tb/m3. Các vùng cửa sông thường có
hàm lượng muối dinh dưỡng cao, có mật độ thực vật nổi cao nhất. Hầu hết các
thủy vực có độ mặn cao thì tảo silic chiếm ưu thế gần như tuyệt đối, chiếm
63% mật độ số lượng thực vật nổi.
- Động vật nổi: Đã thống kê được 72 loài và các nhóm động vật nổi, nhóm giáp xác chân chèo có thành phần loài phong phú nhất. Trong thành phần động vật nổi, phân biệt thành 4 nhóm sinh thái chính: Các loài có nguồn gốc nước ngọt phân bố rộng; Các loài nước lợ, cửa sông điển hình; Các loài có nguồn gốc biển thích ứng muối rộng, phân bố ở vùng nước ven bờ; Các loài biển khơi. Mật độ động vật nổi dao động từ khoảng 200 - 40.000 con/m3, mật độ cao ở vùng nước cửa sông, thấp ở đầm nuôi. Tại vùng cửa sông, mật độ động vật nổi thấp nhất vùng cửa sông sát biển, có xu hướng tăng dần khi vào sâu trong sông. Mật độ cao nhất ở tầng 0 - 5 m, thấp ở tầng nước sâu hơn, cao ở thời kỳ chân triều, thấp hơn ở thời kỳ đỉnh triều. Vùng ven bờ có mật độ động vật nổi cao hơn vùng biển khơi.
- Động vật đáy: Trong vùng triều, động vật thân mềm phát triển phong phú cả về thành phần loài và số lượng: Don (Glaucomya chinensis) với mật độ 975 con/m2, sinh khối 116,3 gr/m2, Hầu (Ostrea) với mật độ 337 con/m2, sinh khối 1.023,23 gr/m2, Dắt (Aloides laevis) với mật độ 487 con/m2, sinh khối 156 gr/m2. Ngoài ra, khu triều thấp còn có một số loài Chân bụng (Gastropoda) rất có giá trị như ốc hương (Babylonia areolata), Sò huyết (Arca granosa), Vẹm xanh (Mytilis smaragdinus), Phi (Sanguinolaria diphos), Ngao (Meretrix)... Động vật giáp xác bao gồm tôm biển với các họ Tôm he Penaeidae, họ Tôm moi (Sergestidae), họ Euphausiacae, họ Tôm gõ mõ (Alphaeidae), họ Tôm hùm (Palinuridae) và tôm nước ngọt các họ Palaemonidae, Atyidae. Các loài tôm càng nước ngọt chỉ phân bố sâu trong sông. Cua chủ yếu là Cua bùn (Scylla serrata), Còng, Cáy... Các kết quả nghiên cứu của Nguyễn Huy Yết và Lăng Văn Kẻn (1996) về san hô cứng vùng biển quanh đảo Cồn Cỏ đã xác định được 79 loài san hô cứng thuộc 32 giống 13 họ. Sự phong phú của khu hệ san hô ở đây do điều kiện môi trường như nhiệt độ, độ muối, độ trong, chất đáy ở đây phù hợp cho điều kiện phát triển của san hô. Đồng thời do đặc điểm xa
bờ, rạn san hô ở đây không bị những tác động tiêu cực từ lục địa như dòng chảy sông với độ đục lớn.
- Cá: Thống kê được 181 loài cá có ở vùng nước ven bờ Quảng Trị, thuộc 5 nhóm cá chủ yếu sau đây: Nhóm cá nổi: số loài không nhiều, phân bố ở tầng nước mặt, tập trung thành đàn, di chuyển nhanh; Nhóm cá đáy: số loài đông nhất, phân bố phân tán và hỗn tạp, di động tương đối chậm; Nhóm cá nước lợ: số loài khá nhiều, thành phần phức tạp, nhưng phân bố chủ yếu trong vùng nước gần bờ độ muối thấp (thường <1,5%), trong các bãi triều và cửa sông; Nhóm cá vùng triều bao gồm các loài cá kích thước không lớn; Nhóm cá rạn san hô: thường là các loại cá có kích thước cơ thể bé, sống trong các vùng nước trong, đó là các rạn đá và rạn san hô, độ muối tương đối cao (>2,5%).