Μια όμορφη λιμνοθάλασσα που αποτελεί τον μεγαλύτερο και τελευταίο προς τα δυτικά υγρότοπο του συμπλέγματος των παράκτιων υγρότοπων που απλώνονται διαδοχικά στη νότια ακτογραμμή της Ερμιονίδας. Η ονομασία της κρατάει από την αρχαιότητα και οφείλεται στον αρχαίο ναό της Δήμητρας της Θερμασίας που, όπως αναφέρει ο περιηγητής Παυσανίας, ήταν κτισμένος κοντά στη θάλασσα εκεί που βρίσκεται σήμερα η λιμνοθάλασσα. Το όνομα Θερμησία πιθανώς αναφέρεται σε κάποιες θερμές πηγές που θα υπήρχανε κατά την αρχαιότητα στη περιοχή. Πάνω από τη λιμνοθάλασσα, στα βόρεια, δεσπόζει το Κάστρο της Θερμησίας κτισμένο σε έναν επιβλητικό βράχο, ύψους 292. Το κάστρο κατασκευάστηκε από τους Ενετούς τον 12ο αιώνα, υπήρξε διοικητικό κέντρο της ευρύτερης περιοχής και άλλαξε πολλές φορές χέρια ανά τους αιώνες, ανάμεσα σε Ενετούς, Βυζαντινούς και Οθωμανούς. Η λιμνοθάλασσα βρίσκεται 7 χλμ. ανατολικά της Ερμιόνης και 1,5 χλμ. στα ανατολικά της βρίσκεται το ομώνυμο χωριό της Θερμησίας. Στα νότια μία λωρίδα άμμου μήκους 930 μέτρων την χωρίζει από τον Κόλπο της Ύδρας και στα νοτιοδυτικά της προστατεύεται από το χαμηλό, βραχώδη λόφο με το όνομα Αλασσόρος ή Αλατοβούνι. Στα βόρεια απλώνονται χαμηλοί λόφοι, και στα δυτικά χωράφια με καλλιέργειες. Το σχήμα της είναι σχετικά τραπέζιο, το μέγεθος της φτάνει τα 800 στρέμματα, και η περίμετρος τα 4 χλμ. Από την εποχή των Ενετών η Θερμησία φιλοξενούσε αλυκές, εξ ου και η ονομασία Αλατοβούνι. Η χρήση των αλυκών συνεχίστηκε ωσότου δημιουργήθηκε ευρύς τεχνικός δίαυλος και από τότε, μέχρι και τις μέρες μας, η λιμνοθάλασσα λειτουργεί ως ιχθυοτροφείο. Η Θερμησία είναι ένας εξαιρετικός υγρότοπος που συγκεντρώνει δεκάδες είδη της ορνιθοπανίδας, ιδιαίτερα κατά τη μετανάστευση. Η σχετικά χαμηλή όχληση από τις ανθρώπινες δραστηριότητες και η παρουσία δρόμων και μονοπατιών περιμετρικά κάνουν την λιμνοθάλασσα έναν εξαιρετικό τόπο για ορνιθοπαρατήρηση.

Στα βόρεια της λίμνης αναπτύσσονται όμορφοι καλαμιώνες και περιοχές με βούρλα και στην λωρίδα που την χωρίζει από τη θάλασσα, αλίπεδα με σαλικόρνιες. Στους λόφους κυριαρχούν οι ελαιώνες ανάμεσα στην μεσογειακή βλάστηση που περιλαμβάνει σκίνα, πουρνάρια, χαρουπιές, κουμαριές και διάφορα φρύγανα και θάμνους, όπως λαδανιές, θυμάρια, ασφάκες, αφάνες, λεβάντες και γαλατσίδες. Στην παράλια λωρίδα που φτάνει το μέγιστο πλάτος των 110 μέτρων υπάρχουν πολλά αμμόφιλα είδη της ακροθαλασσιάς με πιο κοινά φυτά την Medicago marina, την αγριοβιολέτα Matthiola tricuspidata, την Anthemis tomentosa, τον Scolymus hispanicus, την Euphorbia peplis, το Cardopatium corymbosum, την κίτρινη παπαρούνα Glaucium flavum, το Cakile maritima, το Eryngium maritimum, την κενταύρια Centaurea raphanina και το Mesembryanthemum nodiflorum. Άλλα φυτά της περιοχής είναι η σκυλοκρεμμύδα Urginea maritima, η σιληνή Silene colorata, η Scilla autumnalis, η ίριδα Moraea sisyrinchium, η Matthiola fruticulosa, αλλά και πολλά είδη ορχιδεών, όπως: Anacamptis coriophora fragrans, A. pyramidalis, Limodorum abortivum, Neotinea tridentata, Serapias parviflora, Orchis italica, Ophrys apifera, O. lutea, O. mammosa, O. tenthredinifera.

Στην ευρύτερη περιοχή των υγροτόπων της Ερμιονίδας έχουν παρατηρηθεί περίπου 160 είδη πουλιών, με την Θερμησία να έχει πρωταγωνιστικό ρόλο στη φιλοξενία τους, ιδιαίτερα κατά την διάρκεια των μεταναστεύσεων. Εδώ συναντάει κανείς πολλούς ερωδιούς, όπως σταχτοτσικνιάδες, αργυροτσικνιάδες, πορφυροτσικνιάδες, λευκοτσικνιάδες, κρυπτοτσικνιάδες και νυχτοκόρακες, αλλά και μικρά κοπάδια από χουλιαρομύτες. Συχνά εμφανίζονται μεγάλα κοπάδια από όμορφες χαλκόκοτες. Οι κορμοράνοι, οι γλάροι και τα γλαρόνια ξεκουράζονται πάνω στους ξύλινους στύλους που συγκρατούσαν τα δίχτυα των ψαράδων. Τα αρπακτικά περιλαμβάνουν είδη όπως, γερακίνες, καλαμόκιρκους, πετρίτες, ξεφτέρια, βραχοκιρκίνεζα και κουκουβάγιες ενώ συχνά εμφανίζονται ψαραετοί που κυνηγάνε τα μεγάλα ψάρια της λίμνης. Από τα παπιά κοινές τον χειμώνα είναι οι πρασινοκέφαλες πάπιες, οι ψαλίδες, οι βαρβάρες, οι χουλιαρομύτες και τα κιρκίρια, ενώ τη λιμνοθάλασσα επισκέπτονται και κύκνοι. Άλλα παρυδάτια είδη είναι οι φαλαρίδες, τα νανοβουτηχτάρια, οι λασποσκαλίδρες, οι  νανοσκαλίδρες, οι ακτίτες, οι θαλασσοσφυριχτές, οι ποταμοσφυριχτές, οι καλαμοκανάδες, τα ποταμογλάρονα, τα νανογλάρονα, τα γελογλάρονα και τα χειμωνογλάρονα. Από τα υπόλοιπα μικροπούλια εδώ συναντάει κανείς αλκυόνες, κατσουλιέρηδες, κιστικόλες, μαυροσκούφηδες, μαυροτσιροβάκους, κοκκινοτσιροβάκους, τσιφτάδες, μαυρολαίμηδες, νεροκελάδες, λιβαδοκελάδες, καστανολαίμηδες, ψευταηδόνια, αετομάχους, φλώρους, καρδερίνες και αμπελουργούς.

Τα αμφίβια αντιπροσωπεύονται από πρασινόφρυνους, βαλκανικούς βάτραχους και δεντροβάτραχους. Η ερπετοπανίδα περιλαμβάνει ποταμοχελώνες, κρασπεδοχελώνες, πρασινόσαυρες, σαμιαμίδια, σιλιβούτια, δεντρογαλιές, σαΐτες, λαφιάτες, νερόφιδα, σπιτόφιδα και οχιές, ενώ τα θηλαστικά αντιπροσωπεύονται από αλεπούδες, κουνάβια, νυφίτσες, σκαντζόχοιρους, αγριοκούνελα, ποντικούς και διάφορες νυχτερίδες.