Η Χαλκιδική φιλοξενεί μερικά από τα πιο εντυπωσιακά θαλάσσια θηλαστικά, που αποτελούν μέρος της βιοποικιλότητας των ελληνικών υδάτων:
Σταχτοδέλφινο (Grampus griseus): Το μεγαλύτερο δελφίνι που συναντάται στα ελληνικά νερά, αν και δυσεύρετο. Ξεχωρίζει από το λευκό στήθος και τις γραντζουνιές στο σώμα του, που προέρχονται από κοινωνικές αλληλεπιδράσεις με άλλα δελφίνια.
Σημεία εμφάνισης: Μυρτώο Πέλαγος, ΒΔ Κρήτη, Σποράδες, Χαλκιδική.
Ζωνοδέλφινο (Stenella coeruleoalba): Το πιο κοινό δελφίνι στις ελληνικές θάλασσες, γνωστό για τη μαύρη λωρίδα (ζώνη) που ξεκινά από το μάτι του και καταλήγει στην κοιλιά του. Συνήθως κινείται σε κοπάδια.
Σημεία εμφάνισης: Όλες οι ελληνικές θάλασσες, βάθη >200μ. Στον Κορινθιακό, Σποράδες και Χαλκιδική, συμβιώνει με τα σταχτοδέλφινα.
Ζιφιός (Ziphius cavirostris): Δυσπρόσιτο ζώο, που μοιάζει με προϊστορικό δελφίνι. Μπορεί να καταδυθεί έως και 2.000 μέτρα για να βρει την τροφή του (κυρίως καλαμάρια).
Σημεία εμφάνισης: Ελληνική Τάφρος, Νότια Κρήτη, Δυτική Λευκάδα, Σποράδες, Χαλκιδική. Η διατήρηση αυτών των μοναδικών ειδών είναι κρίσιμη για το οικοσύστημα και την πολιτιστική ταυτότητα της περιοχής. Η Χαλκιδική δεν είναι μόνο ένας τόπος φυσικής ομορφιάς, αλλά και ένα ζωντανό καταφύγιο για τη θαλάσσια ζωή.