In den 1980er Jahren war Wasserqualität der Elbe durch Industrieabwasser so schlecht, dass keine Elbfische verzehrt werden konnten und viele Arten ausstarben. Inzwischen gibt es neue Kläranlagen, Abwasserleitungen und die alten DDR Fabriken sind geschlossen. Die Elbe konnte sich erholen und bietet insgesamt mehr als 80 Fischarten wieder einen Lebensraum. 49 Arten davon sind etabliert, das heißt dauerhaft im Fluss zu finden: 34 Süßwasserfischarten machen dabei den größten Teil aus, aber auch 11 Langdistanzwanderfischarten wie z.B. Neunaugen oder Meerforellen, nutzen die Elbe als Durchgangsstation zu den Flussmündungen, wo sie ihre Laich- und Aufzuchtgebiete finden. Auch 4 „echte“ Ästuararten gibt es inzwischen wieder in der Elbe. Obwohl die Brackwasserzone mit ihrem stark schwankenden Salzgehalten ein Extremlebensraum mit enormer Belastung darstellt, sind einige Tiere genau auf diese Umgebung angepasst. So fühlen sich im Elbeästuar Flunder, Sand-, Strand- und Schwarzmundgrundel absolut heimisch.
Durch menschliche Eingriffe in die Lebensraumstrukturen sind inzwischen leider 12 der Fischarten auf der Roten Liste zu finden: Vom Aussterben bedroht ist zum Beispiel der Atlantischer Lachs, stark gefährdet sind unter anderem der Nordsee-Schnäpel oder das Bachneunauge und gefährdet sind noch viele Weitere wie z.B. Finte, Europäischer Aal oder Wels.
Die Fische nutzen das Nahrungsangebot in den Flachwasserzonen als Nahrungsgrundlage. So bildet eine Vielzahl Makrozoobenthos, also wirbellose Tiere, wie Muscheln, Insektenlarven, Krebstiere, Würmer und viele andere Kleinstlebewesen eine optimale Voraussetzung für Brut- und Rastgebiete. Vor allem Gebiete wie das Mühlenberger Loch und die Hahnöfer Nebenelbe weisen gute Bedingungen auf und werden auch von Vögeln gern als Nahrungsquelle, Brut- und Rastgebiet genutzt. Diverse Entenarten sind hier reich vertreten und arktische Gänse pausieren vor ihrem Flug nach Norden, außerdem gibt es weitere Arten wie Säbelschnäbler oder Rotschenkel. Die angrenzenden Uferbereiche am Fluss sind jedoch auch Zuhause für die selteneren Vertreter unter den Geflügelten. So sind in der Haseldorfer Marsch oder im Naturschutzgebiet Heuckenlock Seeadler zu finden und auch Eisvögel oder die streng geschützten Weißstörche, sind an der Tideelbe zu Hause.
Neben Vögeln und Fischen, schafft das Wasser auch Lebensraum für die größeren Tiere: Schweinswale schwimmen auf Nahrungssuche jedes Frühjahr bis hoch zur Bunthäuser Spitze quer durch den Hamburger Hafen. Seehunde, selten mal eine Kegelrobbe im unteren Strom sowie Fischotter und ab und an Biber sind im Bereich des Flusses beheimatet.
Die Salzwiesen, Tideauwälder, Röhrichte, Süß- und Brackwasserwatte sowie Flachwasserbereiche und Flussinseln bilden ein schützenswertes ökologisches Mosaik und abwechslungsreiche Lebensräume.
Auf jeden Fall zur Sprache muss auch die artenreiche Pflanzenwelt an der Tideelbe kommen. Neben zahlreichen Vertretern sind vor allem einige endemische Arten, also weltweit nur noch an der Tideelbe vorkommend, zu nennen. Sehr bekannt, aber dennoch von Aussterben bedroht, ist der 1,5 m hochwachsende, weiß blühende Doldenblütler Schierlingswasserfenchel, der im Schlickufer nur noch zwischen Hamburg und Glückstadt vorkommt und unter strengem Schutz steht. Endemisch und viel zu selten ist aber auch die Wiebel Schmiele sowie ganze Lebensraumtypen, wie z.B. Süßwasserauwälder, die uns unbedingt erhalten bleiben müssen.