Helgoland liegt etwa 50 km von der deutschen Nordseeküste entfernt und bietet mit seinem Felswatt ein einzigartiges Habitat, welches das reichste Tier- und Pflanzenvorkommen der Deutschen Bucht umfasst.

In drei Schutzgebieten (NSG Lummenfelsen, NSG Helgoländer Felssockel und FFH Gebiet Helgoländer Düne) können Seevögel, Kegelrobben und Tangwälder deutschlandweit einzigartig aus nächster Nähe erlebt werden.

Am Lummenfelsen können von März bis Juli Brutkolonien der Trottellummen, Dreizehenmöwen und Basstölpel, sowie auch einige Paare Tordalken und Eissturmvögel beobachtet werden. Während im Juni die jungen Trottellummen, dem Ruf der Altvögel folgend, von den teilweise 40 m hohen Klippen in die Nordsee springen, so bringen im November die Kegelrobben ihre Jungen auf der Düne zur Welt. Die Helgoländer Düne stellt  in der Deutschen Bucht den wichtigsten Wurfplatz für die bedrohte Kegelrobbe.

Auch seltene Arten, wie der Schwarzbrauenalbatros, wurden mit viel Glück in den vergangenen Jahren auf Helgoland gesichtet.

Die Vegetation in den Schutzgebieten auf Helgoland ist, wie die Gebiete selbst, sehr reichhaltig und abwechslungsreich. Neben Arten der Spülsaum-gesellschaften und Dünenvegetation gibt es auch am Lummenfelsen relativ große Artenvielfalt.

Vor etwa 225 Millionen Jahren war das gesamte norddeutsche Tiefland ein großes salziges Binnenmeer, das sogenannte Zechsteinmeer. Das heiße und trockene Klima führte zum wiederholten Verdunsten der Wassermassen. Dadurch entstanden riesige, stellenweise bis zu 500 Meter mächtige Salzlager. Im nachfolgenden Erdmittelalter wurden diese Salzschichten von Ablagerungen der Trias-, Jura- und Kreidezeit überlagert, jede davon weit über hundert Meter mächtig. Unter dem Druck der gewaltigen Last wurden die kristallinen, festen Zechstein-Salze plastisch. An Bruchzonen entwich die plastische Masse den Lasten des jüngeren Deckgebirges und brach stellenweise an die Erdoberfläche durch. Dadurch wurden die angrenzenden Deckschichten schräg über das heutige Meeresniveau emporgehoben.

Im Lauf mehrerer solcher "Schübe" erfuhr die Helgoländer Salzstruktur vor etwa 65 Millionen Jahren zu Beginn der Tertiärzeit ihre stärkste Heraushebung. Diese kam vor zwei Millionen Jahren zur Ruhe und hinterließ ein mächtiges Bergmassiv mit der gesamten Schichtenfolge der Deckgebirge von den unteren Buntsandsteinen über Muschelkalk bis hin zur oberen Kreideschicht. Der 25 bis 30 Quadratkilometer große Helgoländer Felssockel war geboren. Da Gesteine aus dem Trias als nächstes erst wieder in den deutschen Mittelgebirge an der Erdoberfläche anstehend sind, ist der solitär stehende Helgoländer Felssockel eine der geologischen Besonderheiten Norddeutschlands!

Seit der Emporhebung nagten Gletscher, Wind und Wellen am Felsmassiv. Am stärksten wurde Helgoland von den großen norwegischen Inland-Gletschern während der großen Eiszeiten geschliffen. Nach Rück-zug der Eismassen unterhöhlten die Fluten der inzwischen entstandenen Nordsee die Felsen. Verwitterungsprozesse nagten an dem Gestein. Weichere Schichten, wie Kreide und Muschelkalke, erodierten und darüberhängende kamen zum Einsturz. Tausende Kubikmeter Fels wurden so Jahr für Jahr

abgetragen.

Seit dem 15. Jh. trugen die Hamburger durch Abbau und Verkauf von Kreide und Gips zum frühen Ende des jüngsten Deckgebirges, der Kreideklippe bei. Die letzte Felsnadel, der "Witte Mönch" fiel 1711 bei einer Sturmflut zusammen. In der Neujahrsnacht 1720/21 brach die letzte Verbindung zwischen dem östlich gelegenen, überwiegend abgetragenen Muschelkalk und dem roten Buntsandstein im Westen. Helgoland erhielt damit seine heutige Gestalt als Doppelinsel:

Im Osten liegt die Düne, als Rest der Muschelkalksedimente, im Westen die Hauptinsel, als Rest des festeren mittleren Buntsandsteines, der bisher der Verwitterung widerstand und der mit seiner roten Farbe Helgoland so unverwechselbar macht. Bis auf die Düne ist die Muschelkalkschicht wie auch die
Kreide soweit abgetragen, das sie nicht mehr sichtbar sind. Sie bilden jedoch um Düne und Hauptinsel herum unter dem Meeresspiegel ein Plateau, das als Helgoländer Felswatt an einigen Stellen bei Ebbe frei fällt. Heute wird durch Schutzmolen verhindert, das die Naturgewalten weiterhin ungebremst an der Insel nagen. Sie sollen den Felsabbruch verlangsamen.