El Parque forma un ecosistema singular y único, denominado tablas fluviales, formadas por los desbordamientos de los ríos en sus tramos medios.
Las Tablas son el último representante de un ecosistema denominado tablas fluviales que se formaban por los desbordamientos de los ríos en sus tramos medios, favorecidos por fenómenos de semiendorreismo y por la escasez de pendientes.
El parque cuenta con unos humedales formados a partir de la confluencia del río Guadiana y su afluente Gigüela y es uno de los ecosistemas acuáticos más importantes de España debido a la fauna y flora que habitan en ella. También es importante por el gran número de aves migratorias que pasan por la zona como los ánades y los ánsares.
Las Tablas de Daimiel y Villarrubia pueden considerarse, dentro de una clasificación hidrológica-estructural de los humedales, como un "hidrohumedal de recarga"; en teoría, con disposición plurianual de agua superficial, que recarga constantemente el acuífero infrayacente. Aunque en los tiempos actuales, a veces se asemeja más a un "higrohumedal", de recarga temporal.
Flora
Juncos (Juncus acutus).El agua dulce del Guadiana favorece el crecimiento de marjales de carrizo (Phragmites australis, Phragmites communis), mientras que el agua salobre del Cigüela favorece el crecimiento de la vegetación palustre, principalmente la masiega (Cladium mariscus). La vegetación predominante es la palustre. El masiegal abunda extraordinariamente, y es el más extenso de los que aún subsisten en Europa Occidental.
En las áreas menos profundas encontramos amplios grupos de aneas (género Typha), bayuncos (Scirpus lacustris), castañuelas (Scirpus maritimus) y juncos (género Juncus).
Una de las formaciones más característica del Parque Nacional son las praderas de carófitos, constituidas por diferentes especies del género Chara (Chara hispida, Chara major, Chara canescens) conocidas localmente como ovas, y que pueden forma un tapiz casi continuo en los fondos inundados. Esporádicamente, en las orillas de alguna de sus islas, crecen los tarajes (Tamarix gallica), única especie arbórea del parque nacional.
Fauna
En la fauna migradora sobresale la garza imperial (Ardea purpurea), la garza real (Ardea cinerea), junto con la garceta (Egretta garzetta), los martinetes (Nycticorax nycticorax), el avetoro (Botaurus stellaris), el pato colorado (Netta rufina), el pato cuchara (Anas clypeata), el ánade silbón (Anas penelope), el ánade rabudo (Anas acuta), la cerceta (Anas crecca), el alcotán (Falco subbuteo), el zampullín chico (Podiceps auritus), el zampullín cuellinegro (Podiceps nigricollis), la cigueñuela (Himantopus himantopus), el buitrón (Cisticola juncidis), el bigotudo (Panurus biarmicus), etc.
En la fauna sedentaria cabe citar al cangrejo de río (Austropotamobius pallipes), que fue antaño muy abundante e importante fuente de ingresos para las familias de Daimiel, hoy casi extinguido por estas aguas. Luego de la introducción en ellas del gran predador que es el lucio (Esox lucius) se ha puesto en peligro a las especies autóctonas tales como el barbo (Barbus barbus), la carpa (Cyprinus carpio) y el cachuelo (Squalius cephalus), que se hallan también amenazados de desaparición.