Das Naturdenkmal Tümpelwiese bei Marchegg ist das weltweit erste für Urzeitkrebse errichtete Schutzgebiet: der Feenkrebs Chirocephalus shadini kommt in Österreich nur hier vor.
Dieser Urzeitkrebs hat in den zeitweise nassen Mulden das einzige Vorkommen in Österreich, gleichzeitig ist es der westlichste Verbreitungspunkt dieser Art. Ebenfalls existiert der Rückenschaler Lepidurus apus in den überfluteten Senken. Der Amphibienreichtum ist mit dem Vorkommen von Teichmolch, Donau-Kammmolch, Rotbauchunke, Knoblauchkröte, Wasserfrösche (Rana esculenta, Rana lessonae) und Laubfrosch besonders hoch.
Die Vegetation wird in den Senken von Seggen- und Rohrglanzgrasgesellschaften aufgebaut. In den erhöhten Bereichen wächst ein magerer Sandtrockenrasen. Mit 21 österreichweit gefährdeten Blütenpflanzenarten ist die Vielfalt an Rote Liste-Arten sehr hoch.
Die knapp über 1,4 ha große Tümpelwiese bei Marchegg beim alten Pulverturm wurde Mitte 1982 zum Naturdenkmal erklärt. Der Naturschutzbund NÖ hat einen Anteil von 30,6% an dieser Fläche Ende 1982 erworben. Der Rest des Areals ist im Besitz des Bundeslands Niederösterreich.
Bis vor kurzem wurde das Gebiet von Galloway-Rindern beweidet. Dies hat sehr zur Hintanhaltung der Verbrachung und Verbuschung beigetragen. Inzwischen wurde die Beweidung jedoch aus wirtschaftlichen Gründen eingestellt. Die Pflege des Gebietes wurde nun von einem Landwirt aus der Umgebung übernommen. Doch stark reliefierten Bereiche müssen von uns händisch gepflegt werden, um das Eindringen von Gebüschen zu verhindern.