Le site de Pen Bron, propriété du Conservatoire du littoral, est constitué de trois milieux distincts : la dune grise, la pinède et la saulaie humide.
La dune grise littorale accueille une flore très spécifique avec un lot important de plantes patrimoniales strictement liées à cet habitat. On peut ainsi y découvrir le gaillet des sables (Galium arenarium), inscrit au livre rouge national, le saule des dunes (Salix repens subsp. dunensis), inscrit à l’annexe 1 de la Liste rouge du Massif armoricain, l’œillet des dunes (Dianthus gallicus), protégé au niveau national, ou encore l’asperge prostrée (Asparagus officinalis subsp. prospratus), rare et interdite à la cueillette par arrêté préfectoral.
La pinède accueille quant à elle le scirpe jonc (Scirpus holoschoenus), en danger critique de disparition et uniquement connu, en Loire-Atlantique, au niveau de Pen Bron, ou la rose pimprenelle (Rosa pimpinellifolia), classée vulnérable sur la liste rouge de Loire- Atlantique ou le crépis bulbeux (Aetheorhiza bulbosa), quasi menacé.
Le secteur de Pen Bron est par ailleurs classé en Zone de Protection Spéciale au titre de la directive Oiseaux, et accueille l’avifaune qui trouve là nourriture et repos : le site abrite régulièrement quelques 45 espèces d'intérêt communautaire dont 10 s'y reproduisent.
