太田川上流部には、アマゴ、カジカガエルなどのたくさんの生物が生息しています。オオサンショウウオや、ゴギといった希少生物もいます。ゴギは、広島県北東部の一部河川(かせん)で県の天然記念物に指定され、中国山地の渓流(けいりゅう)でのみ生息する淡水魚(たんすいぎょ)でその体長は約30cmとなります。 　太田川の中流では、内水面漁業が行われていた、アユやシジミ、モクズガニなどがとられています。 　太田川の河口部(かこうぶ)は川からの砂(すな)や泥(どろ)の堆積(たいせき)によってデルタ地帯を形成し、川は感潮域(かんちょういき)となっています。そのため満潮時(まんちょうじ)には、海水が河口(かこう)から上流に向かって逆流(ぎゃくりゅう)します。したがって太田川の下流域(かりゅういき)では海水と淡水(たんすい)がまじりあい複雑(ふくざつ)な生態系(せいたいけい)となっています。