Черноморский заповедник создан Постановлением СНК УССР от 14 июля 1927 года N 172 "Про утворення надморських заповiдникiв по берегах Чорного i Азовського морiв". 25 ноября 1983 года Постановлением Президиума Академии Наук Украинской ССР N 538 от 25 ноября 1983 года преобразован в Черноморский государственный биосферный заповедник. В 1985 году Черноморский биосферный заповедник (ЧБЗ) включен в Международную сеть биосферных заповедников, о чем выдан сертификат ЮНЕСКО от 15.02.1985.
Заповедник расположен на юге Украины, в пределах приморской зоны и Херсонской (Голопристанский р-н) и, частично, Николаевской (Очаковский р-н) областей к востоку от левого берега Днепра. Район расположения заповедника простирается от 46°07' до 46°33' с.ш. и от 31°36' до 32°18'в.д.; координаты центральной точки 46°20' с.ш., 31°57' в.д.
В его состав входят пять материковых участков. Три из них расположены на Нижнеднепровских песчаных аренах (Ивано-Рыбальчанский, Соленоозерный, Волыжин лес). На двух других сухопутных участках представлена зональная причерноморская солонцеватая опустыненая степь. Заповедная акватория включает в себя восточную часть Тендровского залива, Ягорлыцкий залив, однокилометровую полосу шельфа вдоль морского побережья о. Тендра. Кроме того, в состав заповедника входят крупные и мелкие острова, расположенные в этих заливах.
Общая площадь заповедника 89129 га (более 890 км2), из них 14148 га - суша: 5600 га - лесостепные участки, расположенные на Нижнеднепровских аренах, 6695 - участки причерноморской степи, 1853 га - острова Тендровского и Ягорлыцкого заливов, и 74981 га акватория.
На территории заповедника представлены уникальные природные комплексы: зональная песчаная лесостепь, причерноморская солонцеватая опустыненная степь, прибрежно-островной комплекс, природно-аквальные комплексы мелководных заливов. Водно-болотные угодья отмечены Рамсарской конвенцией как угодья, имеющие международное значение для гнездования, миграций и зимовок водолюбивых птиц.
Ценность заповедных заливов определяется природными условиями. Это мелководные заливы, средняя глубина не превышает 2 м. Они хорошо прогреваются солнцем, поэтому здесь развивается богатый растительный и животный мир, что обуславливает высокую кормовую ценность этих акваторий для питания рыб и гнездящихся на островах птиц. Среди обитателей заповедных акваторий много редких, охраняемых видов гидробионтов: русский осетр, белуга, черноморская сельдь, морской конек, устрица, крабы и другие (Красная книга Украины, 1994). Свой международный статус мелководные заливы заповедника получили, в первую очередь, как места гнездования и зимовки птиц околоводного комплекса. Острова, расположенные в заповедных заливах, - традиционное место массового гнездования чайковых и утиных птиц.
Разнообразие природных условий заповедника обусловило богатство его растительного и животного мира. В заповеднике произрастает более 700 видов высших растений, обитает до 3000 видов беспозвоночных, около 80 видов рыб, 5 видов амфибий, 9 - рептилий, 306 - птиц, среди которых до 140 гнездящихся, 50 видов наземных и водных млекопитающих. На заповедных участках можно встретить типичных обитателей полынно-типчаковых и разно травных степей, песчаных степей, лесостепи, солончаков, островов; пресных, солонцеватых и соленых водоемов, шельфовой зоны моря.
В составе фауны и флоры большое количество реликтов и эндемиков, видов, охраняемых на государственном и международном уровнях: 24 вида высших растений, 37 видов насекомых, 4 вида рептилий, 57 видов птиц, 12 - млекопитающих занесены на страницы Красной книги Украины (1994). В Европейский Красный список внесено 12 видов птиц, 4 вида млекопитающих, 1 вид рыб. Многие обитатели заповедника подлежат охране и особой охране согласно Бернской конвенции (1979 года).
Черноморский биосферный заповедник по праву считается одним из самых интересных уголков заповедной природы Европы, как эталон природных комплексов, которые сохранились в естественном состоянии, центр эндемизма, место сохранения многих редких и нуждающихся в охране видов растительного и животного мира, эпицентр гнездовых, пролетных и зимовочных скоплений птиц в Северном Причерноморье.
Заповедник ведет активную эколого-образовательную работу. В Голой Пристани работает Музей природы заповедника.