属于国家一级保护物种的有儒艮、中华白海豚、中华白鲟、红珊瑚、库氏砗磲、多鳃孔舌形虫、黄岛长吻虫、鹦鹉螺、短尾信天翁、白鹳、黑鹳、玉带海雕、白尾海雕、白腹军舰鸟。

属于国家二级保护物种的有斑海豹、北海狮、北海狗、长须鲸、座头鲸、黑露脊鲸、灰鲸、江豚、蠵龟、绿海龟、玳瑁、太平洋丽龟、棱皮龟、黄唇鱼、松江鲈鱼、克氏海马、文昌鱼、虎斑宝贝、冠螺、大珠母贝、鹈鹕、鲣鸟、海鸬鹚、黑颈鸬鹚。属于国际性保护的生物种类有鲸类、大砗磲以及珊瑚礁生态系和数十种鸟类。

目前正在考虑需要增加保护的珍稀物种有海豆芽、酸浆贝、中国鲎、龙虾、海马、半索动物（柱头虫类、舌形虫类）、散触毛虫、椰子蟹、海蛙和金丝燕等。