La direction de la protection de la nature est responsable de la protection de la faune, de la flore et des milieux naturels ainsi que des questions relatives aux parcs nationaux, aux parcs naturels régionaux et aux réserves naturelles.
Elle assure la réflexion et l'expérimentation en matière de politique du paysage.
Elle est chargée de la chasse, de la pêche et de l'hydrobiologie.
Elle assure le secrétariat du comité interministériel des parcs nationaux, de la commission interministérielle des parcs naturels régionaux, du Conseil national de protection de la nature et du Conseil national de la chasse et de la faune sauvage.
Elle exerce la tutelle de l'Office national de la chasse et du Conseil supérieur de la pêche, du Conservatoire de l'espace littoral et des rivages lacustres et des parcs nationaux.