В парке расположены мелкие озера с самосадочной содой.
Достопримечательностью парка, находящегося в Волгоградской области, является небольшое стадо одичавших лошадей поместной донской породой. Территория Цимлянских песков ещё с довоенного времени использовалась в качестве сенокосов и пастбищ, поэтому отбившиеся домашние лошади, постепенно дичавшие, встречались здесь практически все времена. В 1990-е годы численность популяции достигала 500 голов.
Цимлянские пески включены в перечень ключевых орнитологических территорий России (т.е. местность важная для сохранения птиц). Орнитофауна парка представлена 143 видами редких птиц.