Khu bảo tồn thiên nhiên đất ngập nước Tam Giang – Cầu Hai bao gồm 02 phân vùng với tổng diện tích 2.071,5 ha. Trong đó: phân vùng Ô Lâu (1.270,2 ha), phân vùng Cồn Tè – Rú Chá (187,1 ha) và 23 khu bảo vệ nguồn lợi thủy sản (614,2 ha), nằm trong ranh giới hành chính của 23 xã, thị trấn thuộc 05 huyện, thị xã: Phong Điền (03 xã: Điền Lộc, Điền Hòa và Điền Hải); Quảng Điền (05 xã, thị trấn: Quảng Thái, Quảng Lợi, Quảng Ngạn, Quảng An và thị trấn Sịa); Phú Vang (06 xã, thị trấn: Phú Xuân, Phú Diên, Vinh Xuân, Vinh Phú, Vinh Hà, thị trấn Phú Đa); Phú Lộc (07 xã, thị trấn: Vinh Hưng, Vinh Giang, Vinh Hiền, Lộc Bình, Lộc Điền, Lộc Trì và thị trấn Phú Lộc) và; thị xã Hương Trà (02 xã: Hương Phong và Hải Dương).

Vùng đệm của khu bảo tồn đất ngập nước Tam Giang – Cầu Hai bao 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 17.945 ha. Vùng sinh cảnh liên kết của khu bảo tồn có diện tích là 69.684 ha bao gồm diện tích theo địa giới hành chính của 33 xã xung quanh đầm phá.

Mục đích bảo tồn đa dạng sinh học của khu bảo tồn:

- Bảo tồn, phục hồi được sinh cảnh, các hệ sinh thái đặc thù, quan trọng, đa dạng sinh học và nguồn lợi thủy sản của đầm phá Tam Giang - Cầu Hai bao gồm:

+ Hệ sinh thái thảm cỏ biển tại khu vực Cồn Tè (Hương Trà);

+ Thảm thủy sinh nước ngọt tại cửa sông Ô Lâu (Phong Điền);

+  Hệ sinh thái rừng ngập mặn tại khu vực Rú Chá (Hương Trà).

- Bảo vệ, phục hồi và phát triển quần thể của các loài chim hoang dã, quý hiếm, có giá trị bảo tồn, đặc biệt các loài chim di trú; phục hồi và phát triển phân vùng Ô Lâu trở thành “sân chim” tiêu biểu của khu vực và toàn quốc.

- Bảo vệ và phục hồi các loài thủy sản quý hiếm, có giá trị bảo tồn và giá trị kinh tế đặc trưng cho đầm phá Tam Giang – Cầu Hai.

- Duy trì các chức năng sinh thái và đặc tính liên kết giữa các sinh cảnh của đầm phá ven biển.

- Giảm thiểu những tác động làm suy giảm chất lượng môi trường sống, cấu trúc của hệ sinh thái, đa dạng sinh học và nguồn lợi thủy sản.

- Tăng cường khả năng chống chịu của các hệ sinh thái trong khu bảo tồn, thích ứng với những biến động tự nhiên của đầm phá và biến đổi khí hậu.

- Đảm bảo sự tham gia của cộng đồng tại địa phương trong quản lý, khai thác, sử dụng hợp lý tài nguyên đất ngập nước.

- Phát triển kinh tế - xã hội theo hướng bền vững; cộng đồng địa phương được tham gia quản lý, khai thác, sử dụng bền vững các giá trị của khu bảo tồn.

- Hỗ trợ giáo dục và nâng cao nhận thức, kiến thức về môi trường của cộng đồng;

 - Hỗ trợ nghiên cứu khoa học, 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 bảo tồn.