Σημαντικό οικοσύστημα για την ευρύτερη περιοχή, η πικρολίμνη αποτελεί κομβικό σταθμό ανάπαυσης για πολλά από τα μεταναστευτικά πουλιά που κατευθύνονται σε κοντινούς μεγάλους υγροτόπους όπως τα δέλτα των ποταμών γαλλικού, αξιού και λουδία. Προσφέρεται για ορνιθοπαρατήρηση και η πανίδα της διαθέτει μεγάλη ποικιλία και μεταβάλλεται ανάλογα με την εποχή και τις καιρικές συνθήκες.

Υδρόβια και αρπακτικά μεταναστευτικά πουλιά περνούν από την παρυδάτια βλάστηση της, όπως κιρκίρια, βαρβάρες, πρασινοκέφαλες, κύκνοι, χουλιαρόπαπιες, σκαλίδρες, τρίγγες και σφυρίχτες. Κιρκινέζια και σπάνια είδη κίρκων έχουν παρατηρηθεί στη λίμνη, γύρω από την οποία ζουν και λαγοί. Η μεγάλη αλατότητα των νερών (τρεις φορές μεγαλύτερη από τη Νεκρά Θάλασσα), εξηγεί την απουσία ψαριών από την λίμνη.

Στη Πικρολίμνη λειτουργεί Πηλοθεραπευτήριο και το καλοκαίρι η πηλοθεραπεία γίνεται εντός της λίμνης στην ειδικά διαμορφωμένη όχθη.