广东雷州珍稀海洋生物国家级自然保护区位于北部湾东侧、雷州半岛西部，范围为E109°30′N20°44′、E109°44′N20°44′、E109°39′N20°32′、E109°48′N20°32′四点连线内海域，总面积46864.67公顷，主要保护对象为珍稀濒危海洋生物及其栖息地，包括中华白海豚、大珠母贝、文昌鱼、绿海龟、棱皮龟、玳瑁、印太江豚、真海豚、布氏鲸等国家Ⅰ、Ⅱ级重点保护动物，以及珊瑚礁、海藻场与红树林等典型海洋生态系统。

广东雷州珍稀海洋生物国家级自然保护区管理局现为省林业局直属正处级事业单位，管理基地设于雷州市北和镇刘张村海边。保护区于1983年划设，原为“雷州白蝶贝省级自然保护区”，主要保护对象为白蝶贝（大珠母贝）；2003年建立保护区管理处，内设综合科、环境保护科、科技科，编制10人；2008年升格为“广东雷州珍稀海洋生物国家级自然保护区”，保护区管理处升格为管理局。

保护区为“中国生物圈保护区网络”“全国水生野生动物保护分会”“广东省水生野生动物救护网络”成员，也是“全国海洋科普教育基地”“广东省科普教育基地”“广东省自然教育基地”。多年来，保护区管理局积极开展海洋生态保护工作，于2016年获环保部、农业部、国家海洋局等七部委授予“全国自然保护区先进集体”称号。

白蝶贝（学名大珠母贝）是保护区的旗舰物种，为最大型的海水珍珠贝类，是生产大型优质海水珍珠“南珠”的最理想贝种，其生态地位和保护意义重大。

多年来，保护区管理局增殖放流白蝶贝苗一千多万粒，有力促进了该种群的恢复。鲸豚类与海龟类珍稀动物众多是保护区的另一特色，目前记录过中华白海豚、真海豚、灰海豚、印太江豚、布氏鲸、绿海龟、棱皮龟、玳瑁等，它们常年在保护区及周边海域活动，是保护区优良自然环境的顶级物种和指示物种。