Заповедник расположен в низовьях дельты Волги, на территории Камызякского, Володарского и Икрянинского районов Астраханской области.
Территориально разбит на три участка или кластеры:
Дамчикский в западной части дельты
Трехизбинский в центральной части дельты
Обжоровский в восточной части дельты
Первоначально площадь заповедника составляла 23000 га. Потом, в связи с падением уровня Каспия, ростом надводной дельты в сторону моря, площадь заповедника увеличилась почти в 3 раза и достигла 67 917 га, в том числе 11 298 га — морская акватория.
Всего в заповеднике обитает 256 видов птиц, из них 72 вида редких птиц, в том числе 40 видов гнездятся, 22 вида встречается во время пролётов и 10 видов относятся к залётным, то есть появляются изредка. Здесь останавливаются на пролёте белые журавли — стерхи, — одни из самых редких птиц на планете, гнездятся кудрявые пеликаны, малые бакланы, колпицы, египетские цапли. Все эти виды внесены в Международную Красную книгу. Основу местной орнитофауны составляют водно-болотные птицы, гнездящиеся на деревьях или в тростниково-рогозовых зарослях, более 30 видов — лесные птицы и только 3 вида принадлежат к обитателям луговых экосистем и синантропам.
В заповеднике обитает до 50 видов рыб: осетровые (белуга, осётр, севрюга), сельдевые (каспийский пузанок, волжская сельдь, черноспинка), карповые (вобла, лещ, сазан, краснопёрка, жерех, чехонь, золотой карась), щука, судак, окунь, бычки, колюшка и другие.
Млекопитающих мало. В основном это — кабаны, волки, лисицы, выдры, полевые мыши, мыши-малютки.
Сохранение и накопление природных ресурсов и генетических фондов устья Волги и побережья Каспия, а также исследование динамики дельтообразования и жизни её ценозов в целях освоения природных производительных сил дельты и охраны мест гнездования и перелёта водоплавающей птицы, рыбных перестилищ, рыбных ям, а также редких растений — лотоса, чилима и других.
В 1975 году территория заповедника была отнесена к водно-болотным угодьям международного значения (Рамсарская конвенция — Дельта Волги).
С 1984 года заповедник включён в международную сеть биосферных резерватов.
