Vaste ensemble présentant des habitats diversifiés: bocage avec évolution fréquente vers les fourrés, landes à ajoncs et bruyères, bois de chênes verts, côtes rocheuses ou de galets...
Présence d'une faune et d'une flore diversifiées abritant des espèces d'intérêt patrimonial dont certaines protégées comme la Renoncule à feuille d'ophioglosse. La flore est particulièrement riche avec près de 750 plantes vasculaires, des espèces méridionales ou en limite de leur aire.
A noter l'importance des prairies pâturées ou en cours de fermeture (déprise agricole).
Présence de petites zones humides intéressantes au niveau des amphibiens (Triton crêté)
La côte rocheuse au sud de l'île, la plus battue par la houle de la région, présente un intérêt écologique et zoologique du fait de l'écosystème remarquable qu'il constitue et notamment pour plusieurs espèces d'algues et de crustacés marins en limite de répartition. L'estran présente un enchaînement de biotopes à substrat sableux, vaseux ou rocheux abritant une flore et une faune remarquable. On note en particulier une forte diversité algale hébergeant deux faciès déterminants: ceux à Lithophyllum incrustans et à Padina pavonica. Les zones sableuses hébergent des herbiers à Zostères et des massifs d'hermelles qui présentent un rôle fonctionnel d'accueil et de refuge pour la flore et la faune marine, notamment pour les crustacés et poissons.
L'île d'Yeu présente un intérêt particulier pour les oiseaux, notamment en période de migration. En période de reproduction, l'île constitue l'une des plus importantes colonies de goélands nicheurs de Vendée. Il s'agit aussi de l'un des bastions de nidification des Pipits farlouse et maritime et d'un des seuls sites où niche encore le Traquet motteux et la Fauvette pitchou.
C'est aussi l'un des seuls sites connus en Vendée pour la Crocidure des jardins.
Un important travail de saisie est à faire (oiseaux non déterminants, invertébrés).
Cette ZNIEFF regroupe les habitats naturels ou semi-naturels non inclus aux ZNIEFF de type II 5022-0001, 5022-0002, 5022-0003. La révision des périmètres conduit à retirer une grande partie de la 5022, par rattachement à la 5022-0003 (lande à ajoncs) ou suppression liée à l'urbanisation de grandes zones (autour de Saint-Sauveur, secteur de la Croix...).
Une maîtrise de l'urbanisation est indispensable au maintien des connectivités entre les zones préservées. La côte rocheuse au sud de l'ile a été inclue du fait de l'intérêt qu'elle représente pour des espèces d'algues et de crustacés marins en particulier pour des taxons en limite de répartition.