Kempeleenlahdella on noin 80 hehtaaria alavaa maankohoamisrantaa, ja siihen liittyvä Selkäkari on arvokas lintuvesialue ja Natura 2000 -kohde. Rannansuuntainen vyöhykkeinen kasvillisuus muuttuu veden uposkasveista rantaniittyjen kautta lehtimetsiksi.
Kempeleenlahti on osa valtakunnallista lintuvesiensuojeluohjelmaa. Lahden runsaaseen linnustoon kuuluvat kahlaajien ja vesilintujen lisäksi monet varpuslinnut, erikoisuutena uhanalainen kultasirkku. Ranta-alueet ovat tärkeitä muuttolintujen pesimis-, levähtely- ja kertymäalueita.