Gli 80 kmq del territorio di Carloforte e Calasetta, dal punto di vista geologico, si sono formati all’incirca 18 milioni di anni fa a causa di manifestazioni vulcaniche che hanno interessato una superficie di 250 kmq. A questo distretto vulcanico, inizialmente compatto, appartengono le isole di San Pietro, quella di Sant’Antioco, i vari isolotti circostanti e parte della fascia costiera del Sulcis meridionale. Ma solo a partire da 1,8 milioni di anni fa si ebbe la separazione dalla costa sarda di vaste aree con la conseguente formazione dell’arcipelago sulcitano. La natura vulcanica del territorio e la sua storia geologica hanno dato vita ad un paesaggio davvero straordinario, dove spiagge dalla sabbia sottile si alternano a sorprendenti falesie. Al di là delle sue bellezze il territorio dal punto di vista ambientale è uno scrigno che contiene preziosi tesori e gioie di inestimabile valore, che fanno delle terre dei Tabarchini un rilevante sito naturalistico, quasi un unicum, per le sue rarità e i suoi endemismi. Tanto che questo piccolo brandello di territorio per le sue specificità può essere paragonato ad un continente in miniatura. Sicuramente appare agli occhi di tanti ornitologi, entomologi e botanici un autentico paradiso, dove è possibile osservare e studiare nel loro habitat naturale rarissimi esemplari della fauna e della flora, oltre a diverse specie endemiche.
Il territorio rappresenta un luogo di sosta e di nidificazione per moltissime specie di uccelli. La grande varietà di ambienti geomorfologici ed ecologici (tra cui la macchia a gariga, le pinete spontanee di Pino d’Aleppo, le zone umide degli stagni della Vivagna, di Calavinarga, delle Saline e di Cirdu, le alte e spettacolari falesie, gli isolotti che contornano le due isole maggiori) favorisce la presenza di un’avifauna molto diversificata: tra tutte le specie spicca il Falco della Regina. Oltre questo rapace, uno dei più rari europei e protetto, è sufficiente andare nelle zone umide delle Saline e degli stagni per rendersi conto della grande varietà presente: vi si possono infatti ammirare oltre 30 specie di uccelli, tra stanziali e migratori, alcuni dei quali minacciati di estinzione e, pertanto rari e preziosi.
Sicuramente, per la sua eleganza e vivacità del suo piumaggio, il re incontrastato di questi stagni è il fenicottero rosa, contornato da una corte non meno blasonata di avocette, garzette, cavalieri d’Italia, piro piro, airone rosso e cinerino, diverse specie di gabbiani (corso, comune, roseo, reale …). Con un po’ di fortuna il visitatore può anche incappare nella poderosa cicogna bianca, nel minuscolo e coloratissimo martin pescatore o nell’altrettanto colorata volpoca. Visioni che appagano l’occhio del turista e che soddisfano le curiosità dell’ornitologo.
Il territorio delle due isole riveste un notevolissimo interesse scientifico anche per entomologi, botanici e agronomi. A destare tanta attenzione sono, a San Pietro un insetto di un bel colore azzurro brillante, la Cicindela campestris saphyrina, una specie endemica, e un paleoendenismo relitto, l’Astragalus maritimus moris, una pianta che si può ammirare esclusivamente in un ristretto ambito del territorio, arricchito da altri particolari e pregevoli endemismi floristici. A Calasetta viene invece coltivata una varietà di lenticchia che non esiste in altra parte d’Italia, denominata Lenticchia Nera di Calasetta.