Острова заповедника - это его особая историческая, научная и эстетическая ценность. Американский эколог Ю.Одум писал: ”Доступность и богатство жизни на морских берегах привели к тому, что эти области стали наиболее изученной частью континентального шельфа. Нет такого биолога, не говоря уже о натуралистах-любителях, который считал бы свое образование законченным, если он не прошел хорошей “школы” на берегу моря”.
     Экологи, биологи, любители природы (environmentalists) всего мира для понимания и прогнозирования глобальных экологических процессов строят модели экосистем. Небольшие по площади, замкнутые (микро) и полузамкнутые (мезо) экосистемы наиболее поддаются моделированию, выяснению потоков вещества и энергии в них, отработке глобальных моделей. Именно такими мезоэкосистемами и являются малые острова единственного в России Морского заповедника.
     В Морском заповеднике 11 “больших” и малых островов общей площадью 1100 га. Самые крупные острова - Большой Пелис, Стенина и Фуругельма имеют площадь до 400 га. Поражает разнообразие ландшафтов. На островах есть скалы, песчаные пляжи, тайга, субтропические леса, степи, болота, пресные ручьи, а на о.Большой Пелис и Стенина есть даже пресные миниатюрные озера.
     С точки зрения экологии на островах Морского заповедника можно выделить следующие наземные и морские экосистемы: хвойные леса, тайга, субтропические листопадные леса, степи, галечные и песчаные пляжи, озера, пруды, ручьи, марши и болота, птичьи базары; континентальный шельф, супралитораль, литораль, сублитораль, зоны апвеллинга, лиманы.
Самые крупные сухопутные позвоночные животные островов - это енотовидная собака и американская норка. На островах Морского заповедника обитают мыши - полевая, восточноазиатская и др.; летучие мыши - бурый ушан, кожановидный нетопырь; амфибии - монгольская жаба, японская квакша; змеи - японский уж и узорчатый полоз. На острова вернулся на постоянное жительство тюлень ларга, ранее почти полностью уничтоженный в южном Приморье; в заливе Петра Великого обитает самая южная популяция этого вида; в морском заповеднике в летнее время сосредоточивается до 80% численности популяции. Вблизи островов можно увидеть китообразных: дельфинов белобочку и тихоокеанского белобокого, морскую свинью; черную косатку, малого полосатика и сейвала.
     На островах и в охранной зоне заповедника зарегистрировано более 350 видов птиц. В России такого разнообразия нет даже в дельте Волги. Морских колониальных птиц здесь до 100 тыс.экз. Побережье и острова заповедника, пресные водоемы южного Приморья служат местом отдыха, корма и вывода птенцов для птиц -“мигрантов”, число которых достигает нескольких сотен тысяч. Здесь обитают птицы, включенные в Международную и национальные Красные книги. Среди них японский и даурский журавли, желтоклювая цапля, японский бекас, черный гриф, орлан-белохвост и белоплечий орлан, беркут, сокол-сапсан...
     В заповеднике зарегистрировано 80 видов гнездящихся птиц, 185 видов - пролетных и кочующих. Особое внимание в заповеднике уделяется охране колониальных гнездовий морских птиц. В заповеднике гнездится более 50% чернохвостых чаек (40-50 тыс.шт. на о.Фуругельма, до 5000 на о.Стенина, по нескольку десятков пар на островах Матвеева, Де-Ливрона, Гильдебрандта и Большой Пелис), и около 20% японских бакланов из всех гнездящихся в России. На о.Фуругельма находятся самые крупные из ныне известных в мире колоний японского баклана и чернохвостой чайки.
     На островах Морского заповедника произрастает около 780 видов сосудистых растений - более 66% семейств сосудистых растений Дальнего Востока России. 20 видов занесены в Красную книгу России. Уникальна плотность растительности островов - около 8 видов/га. Такая высочайшая плотность видов не встречается на материке, для сравнения, в “сухопутном” Лазовском заповеднике и на Биологической станции Американского музея естественной истории в Калбфлейше (штат Нью-Йорк)- 1 вид/га. Популяции всех островных видов требуют особой охраны, так как относятся к категории "реликтовые сообщества" и очень уязвимы.
     Морские острова - это вершины подводных гор, на которых обитают наземные и пресноводные животные и растения, а на подводных склонах этих гор (“дополнительных” участках шельфа) живут морские организмы. Очевидно, что изолированность островов обуславливает уникальность их населения.
     Все острова залива Петра Великого в периоды максимального оледенения в плейстоцене (25-20 тысяч лет назад) составляли с территорией современного материка единое целое и имели общую флору и фауну. В периоды потепления климата и, как следствие, наблюдающейся трансгрессии моря, большая часть суши заливалась водами океана. На поверхности в виде островов оставались только вершины хребтов, населенные отдельными популяциями видов растений и животными, которые смогли приспособиться к новым условиям. Благодаря полной изоляции их от материка и друг от друга, разной площади островов с разными экологическими условиями, каждая из них эволюционировала оригинально, по-видимому, население млекопитающих на каждом острове сложившееся к настоящему времени генетически уникально.