Le site englobe une partie de la mer de Väinameri, la baie saumâtre de Matsalu et ses quelque 50 îles et îlots, roselières, prairies côtières, et la basse plaine d’inondation du fleuve Kasari. Matsalu contribue de manière considérable à la biodiversité de toute la région boréale car le site abrite plus de 780 espèces de plantes vasculaires, 280 espèces d’oiseaux, 49 espèces de poissons et 40 espèces de mammifères. Les populations d’oiseaux d’eau nicheurs et migrateurs sont particulièrement remarquables : 230 000 individus ont été recensés, dont un nombre d’importance internationale d’oies naines (Anser erythropus) et de bernaches nonnettes (Branta leucopsis) toutes deux vulnérables, et du cygne de Bewick (Cygnus columbianus) vulnérable au niveau national, entre autres. On peut trouver dans le site plus de la moitié des espèces de poissons d’Estonie. Les prairies de la plaine d’inondation et la baie sont d’importantes frayères pour des espèces comme le brochet (Esox lucius) et la perche commune (Perca fluviatilis). Les principales menaces sont le chacal doré (Canis aureus) envahissant et les activités agricoles et de drainage. Le centre d’accueil des visiteurs « Penijõe Manor » propose des activités d’éducation à la conservation et reçoit environ 20 000 visiteurs par an.