Karleby bidrar till nätverket för nationalstadsparker med ett fenomen som kallas landhöjning. Landhöjningen har inverkat och fortsätter att inverka på mötet mellan hav och land i Karleby. Landhöjningen syns tydligt i många av nationalstadsparkens naturobjekt. Flador och glon, klapperstensfält samt landhöjningsskogar och -stränder vittnar om ett landskap som förändras ständigt. Havet drar sig tillbaka och markområden torrläggs för första gången sedan den senaste istiden. Nya öar, grund och grynnor bildas hela tiden. Öar blir uddar och farleder blir för grunda. Landhöjningen sker fortfarande så snabbt att förändringarna är märkbara redan under ett människoliv.
En del av havs- och kustområdena inom nationalstadsparken hör till Natura2000-området. Området har tack vare landhöjningen en mångsidig strandnatur och till det hör öar och skär med värdefullt fågelbestånd. Kusten som är rik på grynnor och öar skapar en unik växtplats för den submarina skärgårdsnaturen. Många olika havsfåglar häckar i Karlebys havsområde och det är ett av Finlands viktigaste häckningsområden för skräntärnan.