该区是1983年经广东省人民政府批准设立的，位于雷州半岛西侧，地理坐标为东经109°31´~109°48´，北纬20°32´~20°44´，面积为46864.67公顷。面积47333公顷，其保护对象为白蝶贝、江珧、蚶类、长竹蛏、棒锥螺等及其自然生态环境。

雷州珍稀水生动物自然保护区属热带季风气候，海水终年温暖不冻。年均温在23℃以上，最冷月均温超过15℃，极端最低温一般大于4℃，全年无霜。0℃左右低温仅见于个别年份。年降水量1300～1700毫米，由东向西渐减。降水集中夏、秋两季，多暴雨。12月～翌年3月的降水量不及年总量的10%，且年变率大。一般10年有6年春旱。海陆风明显，主导风向为偏东风，年均风速3.5～4米/秒。夏秋间多台风暴雨。

保护区的海底资源丰富，水质清新，透明度高，比重稳定，水交换量大，风浪小，饵料丰富，特别是北和镇徐黄、刘张一带近岸海区，在约20海浬长的海底地质多为沙砾、岩礁构成，水深适中，为许多珍稀贝类及经济贝类等海洋资源提供良好的自然生长繁殖环境。

是中国大陆沿海保护最完好、生态类型最为丰富的热带典型生态系统之一。是中国受人类活动影响较少的近岸典型，其核心区至今基本处于原始状态。

保护区已记录的559种大型水生动物种类中，有儒艮和中华白海豚2种国家一级保护动物，有大珠母贝、白氏文昌鱼、绿海龟等9种国家二级保护动物，共有30种水生动物受到国家法律或国际公约保护，还有列入中国濒危物种红皮书和世界自然保护联盟红皮书的极危、濒危、易危物种名录40种，是中国最为重要的热带近海珍稀水生动物的避难所。

管理处为省海洋与渔业局直属事业单位，其站址设立在保护区核心区即北和镇刘张村海边附近，其宗旨及业务范围是：保护白蝶贝，维护生态平衡，按照国家有关自然保护区的法律法规和方针政策，统一管理自然保护区，调查自然资源并建立档案，组织环境监测，保护自然保护区内的自然环境和自然资源，组织开展科学研究和宣传教育工作