Braţul Sulina, singura cale de legătură între oraşele Tulcea şi Sulina, are în prezent aspectul unui canal amenajat cu malurile supraînălţate prin diguri bine consolidate şi protejate de un dalaj (dale) de piatră. Acest braţ are următoarele caracteristici: 63 km lungime, minim 7 m adâncime, formă rectilinie, 7 km prelungire în mare de o formă uşor arcuită şi apoi curbată spre sud. Este totodată şi o mare arteră ce alimentează depresiunile din centrul deltei cu apa necesară întreţinerii vieţii din aceste ecosisteme naturale. De pe acest braţ al Dunării se ajunge cel mai uşor în reţeaua de sahale, gârle, lacuri sau bălţi din depresiunile situate în dreapta şi stânga braţului, precum şi în zona plaurilor sau stufărişurilor fixe de pe grindurile fluviale sau de pe cele fluvio-maritime.

Fauna este bogată. În împrejurimile Sulinei se întâlneşte mistreţul. La sud de braţul Sulina cuibăreşte lebăda de vară. În iernile grele, raţa de gheţuri se opreşte pe bălţile din apropiere. Coloniile de cormorani sunt prezenţe obişnuite pe teritoriul cuprins între braţele Sulina şi Sfântu Gheorghe.

Clima zonei în care este situat oraşul prezintă contraste mari, reflectate fie prin frecvenţa fenomenelor, fie prin intensitatea lor. Vântul este elementul predominant, la Sulina înregistrându-se doar 31 zile de calm pe an. Vara pe litoral se produc brizele mării. În ceea ce priveşte temperatura aerului şi precipitaţiile se constată o moderaţie (11°C şi 400 mm). Iernile încep de obicei târziu şi sunt relativ călduroase. Primăvara vine mai târziu cu 2-3 săptămâni decât în interiorul ţării.

Scăderea nivelului apelor Dunării în timpul secetelor prelungite determină pătrunderea apelor mării pe braţul Sulina şi implicit în pânza freatică afectând alimentarea cu apă potabilă a populaţiei oraşului.

Pe nisipurile litorale maritime vegetaţia prezintă o gradare caracteristică, cu trecere de la nisipul plajelor, la dunele mijlocii şi dunele înalte. Se întâlnesc aici specii ierboase dintre care amintim scaiul vânăt de nisip, lucerna de nisip, pelinul de nisip, jaleşul de nisip, troscotul de nisip, ghizdeiul, bărbişoara. Ghirinul, brânca, săricica sunt specii ierboase caracteristice sărăturilor litorale. Cătina albă, cătina roşie, sălcioara sunt specii lemnoase caracteristice zonei.