Dank seiner Verbindung zum Mittelmeer erfreut sich das Thau-Becken schon von Natur aus einer schönen Fauna und insbesondere mehrerer Fischsorten. Es gibt unter anderem Goldbrassen, Wolfsbarsche und Meeräschen.
Das Becken ist auch für sein natürliches Muschelreservat bekannt, das auf jahrhundertelange Zuchtversuche zurückzuführen ist. Dank all dieser Versuche gibt es heute mehrere Austern- und Miesmuschelparks, aber auch Austern- und Venusmuschelbrutanlagen, die in den berühmten Mas Conchylicoles, die überall im Becken verteilt sind, einen Blick hinter die Kulissen werfen können.