독도는 동해안 지역에서 바다제비 · 슴새 · 괭이갈매기의 대집단이 번식하는 유일한 지역이므로 ‘독도 해조류 번식지’라는 명칭으로 1982년 11월 20일 천연기념물로 지정하여 보호해왔다. 그러나 독도에 독특한 식물상과 지질적 가치, 특수한 해양 생물 등으로 인해 1999년 12월 ‘독도 천연보호구역’으로 명칭을 변경하였다.
독도는 동도와 서도의 2개 섬으로 구성되어 있으며 그 주변에 여러 개의 바위섬이 있다. 동도는 해발고도 124m, 면적 64,796㎡이며 서도는 해발고도 157m, 면적 99,444㎡이다. 독도는 인근 도서지역인 울릉도에서도 약 87.4㎞ 떨어진 먼 거리에 위치해 있어 다양한 철새들이 중간기착지로 이용하는 중요한 장소이다.
2007년 연구에서 독도에는 흑비둘기, 황금새, 매, 검은머리촉새, 황로, 쇠찌르레기, 솔잣새, 진홍가슴 등 126종의 철새들뿐만 아니라 한국뜸부기도 확인되었다. 독도는 매년 괭이갈매기와 바다제비가 번식지로 이용하고 있는 중요한 바닷새 서식지이다. 현재 괭이갈매기 번식 개체수는 약 15,000개체로 파악되고 있지만 점차 감소하는 것으로 보고된다. 바다제비는 괭이갈매기 번식지 사이에 구멍을 파고 둥지를 짓고 있으며, 100둥지 미만이 번식하는 것으로 판단된다.
2005년 천연기념물로 지정된 환경부 지정 멸종위기2급 조류인 국제적 멸종위기종 뿔쇠오리도 독도에서 번식하는 것으로 확인되었다. 아직은 정확한 둥지수가 조사되진 않았지만 적지 않은 개체수가 번식할 가능성이 높다. 슴새는 최근 몇 년간 기록이 없는데 이에 대한 자세한 조사가 필요하다.
독도의 식물상은 밀사초, 돌피, 해국, 왕김의털, 번행초 등 다양하게 분포하고 있다. 독도에 가장 많이 분포하고 있는 식생은 땅채송화 군락과 개밀 군락이다. 이 중에서 개밀 군락은 독도에서 가장 많이 번식하는 괭이갈매기의 주요한 번식둥지 재료이므로 서식지 관리에서 매우 중요한 식생이라 할 수 있다. 독도에서 조사된 곤충류는 9목 37과 58종이었으며 앞으로 조사가 지속적으로 진행된다면 더 많은 종이 확인될 것이다.
독도는 정치적인 문제로 인간의 간섭이 많은 지역이다. 이 지역에서 서식하는 바닷새와 중간기착 철새를 보호하기 위해서는 번식지 출입을 엄격히 제안하여 관리할 필요가 있다.