Unica ed originale, nel territorio dell'area marina, è l'isola più grande e suggestiva: Tavolara. Nel periodo Paleolitico, circa 37 mila anni fa, tra Tavolara e Molara scorreva un profondo corso d'acqua. L'attuale arcipelago era collegato alla terra e raggiungibile a piedi attraversando boschi e macchia mediterranea. A questa epoca vengono fatte risalire le prime tracce umane a Tavolara: nella Grotta del Papa, così chiamata per la somiglianza di alcune rocce alla tiara papale, sono state infatti rinvenute pitture rupestri e altre tracce della cultura di Bonu Ighinu (neolitico medio). Oggi e da circa 8 mila anni la Grotta è accessibile solo dal mare e le isole sono divenute tali.
Tavolara si caratterizza per gli alti e ripidi costoni (falesie) sui quali è visibile l'effetto dell'erosione dell'acqua, che prende l'aspetto di docce di dissoluzione calcarea, archi naturali, condotte e grotte costiere, intercalati da falde di detrito, banchi fossiliferi di conglomerati ed arenane, tra cui la splendida spiaggia di Spalmatore di terra, testimoni dell'ultimo periodo interglaciale a clima sub-tropicale.
I subacquei trovano un eccezionale ambiente manno fra Tavolara, Molara e Molarotto, diversifcato e unico in tutto il Mediterraneo. In particolare fra Tavolara e Molara, l'habitat coralligeno presenta, tra grandi spugne e gorgonie, il corallo nero. Una classica immersione in parete è quella di Tegghia Liscia, a sud di Tavolara. In quel punto le falesie scendono verticali fino a 22 metri e sul fondo di alghe si distinguono stelle rosse e, all'ombra, gorgonie gialle, spugne e alghe rosse. Nella zona è possibile avvistare grandi orate e dentici, mentre a ovest si incontrano le aragoste.
A nord est di Punta del Papa, diverse guglie calcaree salgono dal fondo. Più in basso ci si spinge, maggiori sono le probabilità di incontrare cernie e dentici.
Infine, va segnalata la secca a nord di Molarotto, subito prima del mare aperto. A settembre si incontrano branchi di ncciole, dentici, murene, corvine e cernie esplorando i canaloni che si aprono nelle secche di granito.
Per chi non vuole immergersi, l'altemativa sono le tante spiagge della costa: porto Taverna a Loin Ponto San Paolo e poi, verso sud, cala Girgolu, l'insenatura di Coda Cavallo, le grandi trasparenze di Brandinchi, La Cinta e l'lsuledda. A Tavolara, l'unica spiaggia è quella dello Spalmatore di Terra coda di Tarra, in Gallurese. Tra Molara e Tavolara, da non perdere Li Pischini, le piscine naturali con sabbia bianchissima definite da Fulco Pratesi come gli ecosistemi in basso fondale più belli del mondo. Cala Spagnola e Cala di Chiesa sono, infine, gli arenili di Molara.