Khu bảo tồn ĐNN Tam Giang - Cầu Hai gồm 2 phân vùng: Ô Lâu, Cồn Tè - Rú Chá và 23 khu bảo vệ nguồn lợi thủy sản, nằm trong ranh giới hành chính của 23 xã, thị trấn thuộc 4 huyện: Phong Điền, Quảng Điền, Phú Vang, Phú Lộc và thị xã Hương Trà. Tổng diện tích Khu bảo tồn ĐNN Tam Giang - Cầu Hai là 2.071,5ha.
Vùng đệm của Khu bảo tồn ĐNN Tam Giang - Cầu Hai gồm toàn bộ diện tích đất mặt nước xung quanh đầm phá, tiếp giáp với phân khu bảo vệ nghiêm ngặt và phân khu phục hồi sinh thái là 17.945ha. Vùng sinh cảnh liên kết của khu bảo tồn có diện tích 69.684ha bao gồm diện tích theo địa giới hành chính của 33 xã xung quanh đầm phá.
Khu bảo tồn thiên nhiên ĐNN Tam Giang - Cầu Hai được hình thành có ý nghĩa rất lớn trong bảo tồn và phát triển hệ sinh thái biển nhiệt đới điển hình và quan trọng tại Việt Nam. Khu bảo tồn ra đời sẽ là cơ hội để triển khai các hoạt động bảo tồn, bảo vệ nguồn tài nguyên thiên nhiên, cân bằng sinh thái và duy trì cảnh quan tự nhiên, các giá trị đa dạng sinh học, bảo tồn nguồn lợi sinh vật và các hệ sinh thái đặc thù trong đầm phá Tam Giang - Cầu Hai nhất là các thảm cỏ biển, rừng ngập mặn, bãi giống bãi đẻ, các loài chim hoang dã quý hiếm, chim di trú sẽ tiếp tục được bảo vệ và phục hồi.
Việc thành lập khu bảo tồn sẽ góp phần đưa kinh tế - xã hội của địa phương phát triển theo hướng bền vững và hỗ trợ nghiên cứu, giáo dục trên cơ sở cộng đồng địa phương cùng tham gia quản lý, khai thác, sử dụng hợp lý, bền vững các giá trị của khu bảo tồn thông qua việc xây dựng các cơ chế, chính sách phù hợp; tạo điều kiện thuận lợi và cơ hội cho các nhà khoa học, các nhóm người yêu thiên nhiên trong nước và quốc tế nghiên cứu khoa học sinh học, sinh thái học và đề xuất kế hoạch bảo tồn.
