Theo đó, Khu bảo tồn biển Lý Sơn được thực hiện trên phạm vi hơn 7.900 ha, trong đó diện tích mặt nước biển là hơn 7.100 ha. Khu bảo tồn được chia thành 3 vùng chức năng gồm: Vùng bảo vệ nghiêm ngặt, bảo vệ hệ sinh thái vùng triều, cỏ biển và rạn san hô độ sâu từ 3 đến 20 m; vùng phục hồi sinh thái thuộc khu vực đảo Lớn và đảo Bé trên diện tích gần 2.000 ha, bảo vệ các loài sinh vật biển; vùng phát triển trên diện tích 4.500 ha gồm âu cảng và phần biển bao quanh. Ngoài ra, Khu bảo tồn được còn được hình thành vành đai bảo vệ trên phần diện tích 2.500 ha xung quanh để đảm bảo an toàn trong quá trình bảo tồn biển. Tổng kinh phí đầu tư Khu bảo tồn biển Lý Sơn là gần 40 tỷ đồng. Bên cạnh việc xác lập rõ khu vực bảo tồn, các hoạt động như: bảo vệ môi trường, ngăn chặn khai thác nguồn lợi sinh vật trái phép, phục hồi hệ sinh thái, tái tạo nguồn lợi, nghiên cứu thăm dò khảo sát, khảo cổ, phát triển hình thái du lịch cộng đồng sẽ được triển khai trong chương trình bảo tồn biển. Lý Sơn có vùng biển với độ đa dạng sinh học cao, hệ sinh thái điển hình như rạn san hô, thảm cỏ biển và nhiều hải sản quý hiếm. Tuy nhiên, những năm gần đây độ đa dạng sinh học ở vùng biển xung quanh huyện đảo này bị suy giảm nghiêm trọng bởi tình trạng đánh bắt thủy hải sản quá mức và bằng phương tiện mang tính hủy diệt như thuốc nổ, lưới kéo…
Nhằm bảo tồn, gìn giữ và bảo vệ hệ sinh thái cũng như nâng cao nhận thức cho người dân ở vùng biển Lý Sơn, tỉnh Quảng Ngãi đã quyết định thành lập Khu bảo tồn biển Lý Sơn.