La risorsa idrica a cui può attingere l’Acquario di Cala Gonone è di incredibile valore e si chiama Mar Tirreno. La struttura infatti dispone di una presa a mare, dotata di pompe di sollevamento, tubazioni, sistema di filtrazione meccanica caricato con vetro riciclato e vasca di accumulo, che permette di aspirare l'acqua direttamente dalla spiaggia antistante l'Acquario. Questo sistema di approvigionamento garantisce una elevatissima qualità dell'acqua, permettendoci quindi di allevare anche le specie più esigenti come le gorgonie ed i crostacei di profondità. Tuttavia il modello di gestione dell'acqua all'interno dell'Acquario di Cala Gonone non si basa su un pompaggio continuo di acqua dal mare, approccio antieconomico e che non garantisce la necessaria stabilità dei parametri chimico fisici, ma è da considerarsi “semi-aperto”. Ciò significa che l'acqua che circola nelle vasche è sostanzialmente sempre la stessa e solo una volta al mese, a seconda delle esigenze dei singoli circuiti, si procede ad effettuare dei cambi parziali con acqua pompata direttamente dal mare.