Auf dem Meeresgrund erstrecken sich ausgedehnte Riffsysteme. Westlich Fehmarn befindet sich das größte zusammenhänge Riff der schleswig-holsteinischen Ostsee. Entlang der Geltinger Bucht bis über Schleimünde hinaus das zweitgrößte. Große Teile dieser und weiterer Riffsysteme werden durch die drei marinen Naturschutzgebiete geschützt.
Die Riffe bestehen hauptsächlich aus Feldern von kleineren Steinen bis hin zu Steinblöcken. Diese Steinriffe werden in der Fachsprache auch als geogene Riffe bezeichnet. Insbesondere in den lichtdurchfluteten Flachwasserbereichen werden die Steinblöcke von festsitzenden Tieren und Großalgen wie die Rot- und Braunalgen besiedelt. Arten wie Seeskorpion, Dorsch und Aalmutter finden in den Riffen ebenfalls passende Lebensräume.
Anders als in den beiden Naturschutzgebieten "Ostseefläche südliche Hohwachter Bucht" und "Ostseefläche westlich Fehmarn" befinden sich Teile des Riffs im Naturschutzgebiet "Ostseefläche Geltinger Bucht bis Schleimündung" (und darüber hinaus) nicht nur im Flachwasser, sondern auch bis in Tiefen von über 20 Meter. Dort wachsen auf den Felsblöcken ebenfalls Rotalgen, aber zum Beispiel auch Schwämme, Moostierchen und Seescheiden.
Auch Miesmuscheln formen mit ihren harten Schalen eine Grundlage für beachtliche Riffe. Diese werden in der Fachsprache als biogene Riffe bezeichnet. Miesmuschelriffe kommen in allen drei marinen Naturschutzgebieten vor. Hervorzuheben sind die ausgedehnten Muschelbänke an den Unterwasserhängen des Kalkgrunds im Naturschutzgebiet "Ostseefläche Geltinger Bucht bis Schleimündung". Miesmuscheln stellen eine wichtige Nahrungsgrundlage für Eiderenten dar, die die Gebiete zu Tausenden in den Herbst- und Wintermonaten aufsuchen – beispielsweise allein bis zu 20.000 Tiere im Naturschutzgebiet "Ostseefläche Geltinger Bucht bis Schleimündung" und bis zu 30.000 Tiere im Naturschutzgebiet "Ostseefläche westlich Fehmarn".