Ce métier n'est pas choisi au hasard. Il requiert une passion pour l'environnement et la biodiversité, une solide culture naturaliste acquise au fil des années de formation (notamment à travers des activités bénévoles au sein d'associations), des connaissances en botanique, entomologie, éthologie, ornithologie, ainsi qu'en droit de l'environnement et de l'urbanisme, entre autres. Les chargés d'études naturalistes doivent maîtriser des méthodes d'inventaire de la faune normalisées, utiliser des outils informatiques pour créer et gérer des bases de données, recourir à la statistique et aux SIG. Les diagnostics écologiques doivent être rigoureux, la communication efficace. Des compétences en synthèse, en organisation et en gestion de projets sont également indispensables. Ils doivent être capables de convaincre différents interlocuteurs (élus, associations, grand public, etc.) et s'adapter à chaque situation. Une formation aux premiers secours est souvent requise car une partie de ce métier se déroule sur le terrain, de manière autonome, parfois dans des endroits isolés.