CHKO je kategorie určená k ochraně rozlehlejších území nebo celých geografických oblastí s harmonicky utvářenou krajinou, charakteristickým reliéfem a významným podílem přirozených nebo polopřirozených ekosystémů. Významnými estetickými hodnotami takových krajin bývají i dochované památky historického osídlení. Hospodářské využívání těchto území se provádí podle zón odstupňované ochrany tak, aby se udržoval a zlepšoval jejich přírodní stav a byly zachovány a vytvářeny optimální ekologické funkce těchto území. Každá oblast je řízena samostatnou správou. Na území Dolnomoravského biosférického regionu se nachází Chráněná krajinná oblast Pálava a Chráněná krajinná oblast Soutok.
Chráněná krajinná oblast Pálava byla vyhlášena v roce 1976. S její rozlohou 83 km2 se řadí k nejmenším chráněným oblastem ČR. Druhová skladba rostlin a živočichů žijících na území CHKO je velmi pestrá. Na území lze najít suché skalní trávníky, suchomilné křoviny a teplomilné doubravy, sprašové doubravy s druhově bohatým bylinným podrostem nebo panonské dubohabřiny. Přírodní podmínky oblasti umožnily výskyt mnoha druhů rostlin, které jinde v ČR nerostou. Pod úpatím vápencového bradla Pavlovských vrchů, v nivě Dyje, zůstaly zachovány, kromě několika nevelkých zaplavovaných lužních luk, porosty tvrdého luhu s dubem letním a jasanem úzkolistým. V jižní části CHKO, na březích rybníka Nesyt, se vyskytují zbytky slanomilné vegetace. V Chráněné krajinné oblasti Pálava jsou čtyři národní přírodní rezervace, jedna národní přírodní památka, pět přírodních rezervací a čtyři přírodní památky.
Chráněná krajinná oblast Soutok byla vyhlášena v roce 2025. Cílem ochrany je zde jedinečná kulturní a přírodní krajina na soutoku řek Moravy a Dyje. CHKO má chránit harmonicky utvářenou krajinu s památkami, rozsáhlé komplexy historických hospodářských lužních lesů, mozaiku luk, mokřadů a vodních ekosystémů, přirozená říční koryta a ramena, cenné lesní i nelesní společenstva, staré solitérní stromy i stanoviště druhů evidovaných v rámci systému Natura 2000. Území CHKO se rozprostírá na dvou nespojitých území o celkové rozloze 125 km2. Severní část, která přiléhá k CHKO Pálava, tvoří pás okolo řeky Dyje mezi obcí Nové Mlýny a předměstím Břeclavi. Jižní část pokrývá celé území polesí Soutok a Polesí Tvrdonice. Celé CHKO je zcela překryto územími Natura 2000, jmenovitě Evropsky významnými lokalitami (EVL) Niva Dyje a Soutok-Podluží a Ptačí oblastí (PO) Soutok-Tvrdonicko. V jižní části byla nově vyhlášená dvě maloplošná zvláště chráněná území. Rozsáhlejší z nich je Národní přírodní památka Soutok a menší pak Národní přírodní rezervace (NPR) Lanžhotské prales, jež zcela pohltili v minulosti vyhlášené NPR Ranšpurk a Cahnov-Soutok.