La ZNIEFF des "Marais de Mahistre et Madotte" se situe en Petite Camargue, au nord-est d'Aigues-Mortes. Elle correspond à une dépression colmatée par des dépôts de vases et de limons d'origine palustre, où se développent des habitats caractéristiques des zones humides. Elle occupe une superficie de 200 hectares environ, au sein du complexe lagunaire de la Petite Camargue. Les caractéristiques actuelles du milieu résultent des conditions naturelles originelles (sols salés, hydromorphie...). Des aménagements anciens ont permis d'assainir le sud de la zone. Le paysage de la ZNIEFF est ainsi marqué d'une multitude de fossés et de roubines qui délimitent autant de parcelles.
Deux entités paysagères, représentatives des différents modes d'exploitation humaines, sont distinguées au sein de la zone :
- des roselières au nord et au nord-ouest auxquelles sont associés quelques petits plans d'eaux (lagunes) ;
- des sansouires et des prés salés dans la partie sud.Des alignements d'arbres (tamaris, peupliers, frênes...) bordent le Canal du Rhône à Sète à l'ouest et les petits canaux parcourant la ZNIEFF. Les eaux du Vieux Vistre envahissent régulièrement cette dépression humide lors de crues, participant ainsi à son fonctionnement hydraulique.
La ZNIEFF abrite une faune très riche et caractéristique des zones humides. Deux cortèges avifaunistiques se côtoient. Le premier se compose d'oiseaux paludicoles et occupe principalement les roselières et parfois les marais et petites lagunes. Il comprend notamment : la Lusciniole à moustaches (Acrocephalus melanopogon), petit passereau méditerranéen assez bien représenté ici ; la Rousserolle turdoide (Acrocephalus arundinaceus) ; la Talève sultane (Porphyrio porphyrio), espèce fréquentant les zones humides riches d'une abondante végétation palustre dont elle se nourrit ; la Nette rousse (Netta rufina) ; le Busard des roseaux (Circus aeruginosus) ; le Héron pourpré (Ardea purpurea). Le second cortège d'oiseaux patrimoniaux est plutôt inféodé à la végétation rase liée au pâturage (friches et prés salés) avec : le Vanneau huppé (Vanellus vanellus), dont la reproduction est occasionnelle ; la Sterne naine (Sternula albifrons) ; la Glaréole à collier (Glareola pratincola), nicheur très rare dans la région.
Les différents petits plans d'eau et le réseau de fossés et de roubines abritent d'autres espèces patrimoniales de la faune, comme :
- la Cistude d'Europe (Emys orbicularis), tortue aquatique indigène de France, menacée de disparition. Une population assez importante est présente dans le réseau de canaux et roubines ;
- la Diane (Zerynthia polyxena), papillon qui fréquente les bordures de la roselière et les zones herbacées où se développe sa plante hôte, l'Aristoloche à feuilles rondes (Aristolochia rotunda) sur laquelle l'espèce pond.
- l'Aeschne printanière (Brachytron pratense), libellule rare en Méditerranée.
Concernant la flore, quelques plantes patrimoniales s'observent dans les zones temporairement submersibles de la ZNIEFF. Parmi les espèces recensées sont signalés : la Nivéole d'été (Leucojum aestivum), bulbeuse qui affectionne entre autres le bord des ruisseaux, des fossés ou des canaux ; la Saladelle de Girard (Limonium girardianum), espèce méditerranéenne qui se trouve dans les parties halophiles au sud de la zone ; la Crypside piquante (Crypsis aculeata), au niveau des sols dénudés humides...
La ZNIEFF constitue également une zone d'alimentation et de repos pour des animaux de passage, notamment en période de migration. Les petites lagunes accueillent en hiver d'importants stationnements de Flamants roses (Phoenicopterus roseus). A la belle saison, ce sont plusieurs espèces de chauves-souris qui viennent chasser comme la Noctuelle (Nyctalus noctula) et le Minioptère de Schreibers (Miniopterus schreibersii).
La ZNIEFF englobe l'ensemble des marais au lieu-dit "les Sablons" ainsi que ceux situés au nord et à l'est de ce dernier. Les limites reposent :
- au nord et au sud, le passage aux friches et zones cultivées ;
- à l'est, sur la roubine qui sépare le maris des zones cultivées ;
- à l'ouest, sur la digue longeant le Canal du Rhône à Sète.
La ZNIEFF exclut les deux habitations du "Mas de Mahistre" et de "la Madotte".