里海有海豚，海象，海豹，鯊魚，魷魚等。因為里海擁有與海洋相似的生態系統，海運業發達。里海在地理學上屬性為‘海跡湖’，它與黑海最后分離成為一個內陸湖泊，距今不過1.1萬多年。里海雖稱海，但卻是一個巨大的內陸咸水湖，之所以叫海，是因為面積足夠大，以及其性質偏向于海水，如顏色，海灘等。

湖面總面積超過37萬平方公里，里海的水是咸的，有許多水生動植物也和海洋生物差不多。雖然里海被稱為世界上最大的咸水湖， 但它是古老地中海的一部分，曾與地中海連接，湖中也有多種海洋生物，而后來由于大陸漂移，致里海與地中海分開，成為一個大的湖泊，因此至今里海仍有不少與地中海相似之處。

里海生物資源豐富，既有鱘魚、鮭魚、銀汗魚等各種魚類繁衍，也有海豹等海獸棲息。約有850種動物和500多種植物；盡管對于如此浩闊的水體而言生物種類數量較低，其中許多物種卻是其特有的。藍綠藻和矽藻構成生物量最大的集團，還有數種紅藻與褐藻。

一直受到鹽度變化的極大影響包括鱘、鯡、狗魚、鱸和西鯡魚；數種軟體動物；以及包括海綿在內的其他各種微生物。約15種北冰洋型（如里海海豹）和地中海型物種充實基本動物。里海長期以來一直以其鱘著稱，產量約占世界漁獲量的4/5。在水位下降和隨之而來的條件最有利的產卵場干涸的長時期內，鱘數量銳減。已經采取一些包括禁止在公海捕鱘及推行水產養殖在內的措施，以圖改善這一狀況。