1、改善環境作用。保存完好的天然植被及其組成的生態系統，有助於保持水土、涵養水源、調節地方氣候，使生態過程正常進行，對地區環境的改善起著良好作用。特別是在生態系統比較脆弱的地域建立的自然保護區，對於環境保護更有重要的作用。許多自然保護區內生長著茂密的原始森林，而森林涵養水源的作用是巨大的。森林能阻擋雨水直接沖刷土地，減低地表徑流的速度，使其獲得緩慢下滲的機會。森林同時能吸收有毒氣體、殺菌和阻滯粉塵的作用。林木能在低濃度的范圍內吸收各種有毒氣體，使污染的空氣得到凈化。
2、環境監測作用。自然保護區內的野生動植物中有許多種類是反應環境好壞的指示物，它們對空氣、水文和植被等污染破壞狀況十分敏感，定位定點對自然保護區這些生物指示物受危害的程度進行觀察可起到監測環境的作用。
3、科學培育作用。眾所周知，人類社會中所見到的園林花卉和傢畜、傢禽都是由自然界野生物種中培養和馴化選育而來的。隨著科學的發展，對某些珍稀動物或植物進行科學的培養和繁育，使之為人類提供新的更多的優質品種，也是自然保護區開展的一項實驗活動。
4、宣傳教育作用。自然保護區是活的自然博物館，是向群眾普及自然界知識和宣傳自然保護的重要場所。
