守护这一独特生态系统的是“伊犁－巴尔喀什”国家级自然保护区。该保护区成立于2018年，主要保护伊犁河三角洲、河岸林地、湿地以及荒漠生态系统。
这里栖息着数百种野生动物和鸟类，其中包括多种被列入《哈萨克斯坦红皮书》的珍稀物种，生物多样性十分丰富。
伊犁－巴尔喀什地区还具有重要的历史生态价值。这里曾是图兰虎的天然栖息地。目前，一项旨在将图兰虎重新引入其历史栖息地的国际保护项目正在这一地区实施。
生态和自然资源部表示，将持续加强巴尔喀什湖及伊犁－巴尔喀什地区生态系统保护，守护当地丰富的生物多样性，为子孙后代留住珍贵的自然遗产。