Terdapat beberapa biota laut yang dilindungi oleh Balai Taman Nasional Laut di kepulauan Karimunjawa. Peraturan perlindungan hewan ini sangat ketat, pelanggar akan dituntut dan dikenai sangsi yang tegas. Mayoritas biota yang dilindungi merupakan hewan yang akan punah atau terancam. Biota laut yang dilindungi di kepulauan Karimunjawa antara lain:
1. Black coral-Antiphates sp
2. Organ pipe coral-Tubipora musica
3. Hornet helmet-Cassis cornuta
4. Triton trumpet-Charonia tritonis
5. Pearly chambered nautili-Nautilus pompillius
6. Green shell-Turbo marmoratus
7. Enam spesies kerang raksasa (Hippopus hippopus, Tridacna maxima, Tridacna squamosa, Tridacna crocea, Tridacna derasa, Tridacna gigas).
8. Penyu sisik-Eretmochelys imbricate
9. Penyu Hijau-Chelonia mydas