Teile des Ostersee-Gebietes sind seit 1981 als Naturschutzgebiet geschützt. Zum Erhalt dieses einzigartigen geologischen und biologischen Naturerbes sind die Besucher gebeten, den Schutzbestimmungen Folge zu leisten.
Im Mai 1997 wurden die Osterseen als SPA- (europäisches Vogelschutzgebiet) und FFH-Gebiet nach der Fauna-Flora-Habitat-Richtlinie ausgewiesen. Im Jahr 2006 durch das bayerischen Umweltministerium mit dem Gütesiegel „Bayerns schönste Geotope” ausgezeichnet und erhielt das Prädikat „Die bedeutendsten Geotope Deutschlands” und „Nationale Geotope” und hat in der naturwissenschaftliche Grundlagenforschung europaweite Bedeutung.
Auf dieses 1.086 Hektar umfassenden Areal machen rund ein Drittel die Oberflächen der insgesamt 19 Gewässer aus. 494 Hektar entfallen auf Hoch-, Nieder- und Zwischenmoore, 172 Hektar auf naturnahen Mischwald. Etwa fünf Prozent der Osterseenlandschaft bestehen aus Uferregionen, Verlandungsgebieten und Wiesen.