Más del 57% de la superficie de Peñíscola es suelo protegido por su alto valor ecológico. La ciudad cuenta con una extensión de 75.000.000 m2, de los que 43.000.000 forman parte del parque natural Serra d’Irta y 1.000.000 los ocupa la zona húmeda de El Prat.

La revisión del PGOU de Peñíscola que estará en exposición pública hasta noviembre, incluye la existencia del parque natural Serra d’Irta, ya que no había recibido esta declaración cuando se aprobó el ordenamiento vigente en 1977 (Serra d’Irta fue declarada parque natural en abril de 2001). Con esta modificación la ciudad podrá compatibilizar su crecimiento con el entorno natural, respetando el medio ambiente y protegiendo el paisaje a través de un desarrollo urbano sostenible.

En el término municipal de Peñíscola existen dos espacios declarados Lugares de Interés Comunitario e incluidos en la Red Natura 2000, por lo que cuentan con un nivel de protección específico. Son la Marjal o Albufereta de El Prat y la Serra D’Irta. Su definición y delimitación atiende a la presencia de hábitats o especies consideradas prioritarias en la directiva europea sobre hábitats naturales y flora y fauna silvestre. La Serra d’Irta es una alineación montañosa costera, acantilada hacia el mar, que contiene tramos muy bien conservados de monte litoral y de costa alta entre calas. Constituye un ejemplo singular de sierra mediterránea costera, ambiente especialmente valioso a escala europea y de cuenca mediterránea. Este parque cuenta además con la Reserva Marina d’Irta que transcurre un kilómetro hacia el interior de la costa y donde quedan protegidas especies marinas mediterráneas para su conservación. La Serra d’Irta se convierte en el hábitat de especies vegetales mediterráneas como son el palmito, la coscoja, el lentisco y la albaida, el parque cuenta también con una especie endémica: el geranio de Irta. En cuanto a la fauna, destacan las aves marinas debido a su proximidad al mar, son la gaviota de Audouín, el cormorán moñudo, el paíño común o el halcón de Eleonor. La Marjal es un espacio protegido que ocupa una superficie de 105.49ha, perteneciendo al grupo de albuferas y  marjales litorales. La principal singularidad de este espacio reside en su fauna ya que alberga una de las mayores poblaciones mundiales de samaruc. Su ubicación se encuentra enmarcada  al norte de la Rambla de Alcalá y entre el camí de La Volta y los barrancos de Moles y Nontxells. En su interior se encuentran las acequias del Rei, Templera y Sangonera.

La propia ordenación del parque natural Serra d’Irta da cabida a la convivencia con la población a través de las áreas de expansión urbana y las áreas urbanizables definidas en el PORN. Las áreas de expansión urbana de la Serra d’Irta son aquellas zonas colindantes a suelos urbanos clasificados por el planeamiento urbanístico vigente como suelos urbanizables, que no tienen valores naturales relevantes a proteger y que sirven de zona de transición entre el espacio urbano y la zona de protección, amortiguando así los impactos derivados de la actividad urbanizadora. Los criterios de ordenación son su mantenimiento como suelo no urbanizable común si bien permitiendo la posibilidad de expansión urbana de baja intensidad. Si se dasarrollara alguna actuación de carácter urbanístico se admitirán los usos residenciales terciarios. En ningún caso la edificabilidad del sector que se delimite puede superar 0,35 m2 de techo por metro cuadrado de suelo. Están prohibidos los usos industriales y aquellos no permitidos por el planeamiento urbanístico para suelos urbanos o urbanizables de uso residencial o terciario, por lo que además estas zonas alejan del parque peligros de contaminación que pueden provocar los residuos de algunas actividades industriales. Las áreas urbanizadas son aquellas zonas edificadas o edificables según el planeamiento urbanístico vigente y son las que permiten incorporar núcleos de población a los límites del parque, siempre dentro de unas exigencias de edificación que impiden la degradación del entorno. Con todo ello, estas zonas protegidas aportan a la ciudad un atractivo turístico tanto a nivel paisajístico como de oferta de actividades complementarias, y fomentan la calidad de vida con la proximidad a estas zonas verdes.