En este humedal se observa una inusual concentración de taguas (Fulica armillata), taguitas (Fulica leucoptera), patos reales (Anas sibilatrix), pato jergón (Anas geórgica), garza grande (Casmerodius albu), garza chica (Egretta thula), garza boyera (Bubulcus ibis).

También habitan el Humedal especies típicas de Humedales como el Trile, el Siete Coleres, el Picurio, el Huairavillo, el Cormorán Negro, gaviota dominicana, y otras aves más esporádicas como el Perrito y el Cisne de cuello negro.

Es frecuente observar en la barra del Humedal a enormes bandadas de aves migratorias en el periodo estival como la Gaviota de Franklin, los Zarapitos y los Rayadores. También es frecuente observar a playeros, gaviotas garuma y gaviota cahuil.

Es importante mencionar que en la actualidad la sección de barra dunaria del sistema de Humedales El Membrillo- EL Yugo es el último reducto de nidificación y habitat de aves playeras como el Pilpilen, Colegial, Chorlo, Queltehue, Minero y Golondrina de dorso negro, en la Playa de Algarrobo Norte. Toda esta playa fue históricamente un centro reproductivo y de descanso de aves playeras (residentes y migratorias). Publicaciones científicas del año 1996 registran cientos de nidos de pilpilenes y de otras aves playeras en las zonas dunarias entre los humedales San Jerónimo y el Membrillo. Este mismo estudio habla de los perjuicios que trajo el intensivo uso de esta zona por vehículos de doble tracción en los 90 y luego unos años después se comenzó a construir el complejo inmobiliario San Alfonso del Mar con lo que gran parte del hábitat de estas especies desapareció para siempre. Es por ello la relevancia de conservar intacto lo que queda de este ecosistema de tan valiosa y rica biodiversidad.

En el Humedal además encontramos 3 especies de anfibios, la Rana chilena (Caudiverbera caudiverbera) y Sapo de Rulo (Bufo chilensis), ambos en la categoría de Conservación «Vulnerable» y a Sapito de Cuatro Ojos (Pleurodema thaul) clasificado como «Inadecuadamente Conocido».

También en el Humedal se ha detectado la presencia del Coipo (Myocastor coypus), roedor acuático declarado en un estado de conservación «Vulnerable».

Los humedales costeros de la zona central y específicamente de la Comuna de Algarrobo están siendo diezmados por la contaminación de sus aguas, por la extracción de áridos, por la invasión inmobiliaria, y por la caza y pesca furtiva.