дельти Дунаю дуже розгалужена і складається з великих і малих водотоків і водойм. Морська дельта починається від місця прориву системи морських піщаних пасм - Жебриянської - Летя на 18-му кілометрі Кілійського рукава (0 км Дунаю рахується від моря). Саме тут розташоване м. Вилкове, біля якого Дунай ділиться на рукави Очаківський, Старостамбульський і Білгородський. Перші два зараз є головними водотоками цієї ділянки Дунаю. Нижче вони діляться на більш дрібні: Прорва, Шабош, Полуденне, Гнеушев, Анкудинов, Середнє, Піщане, Бистре, Восточне, Циганка, Лімба, Лебединка та інші. Деякі з них вже не мають прямого виходу в море (Шабош, Середнє, Піщане), а рукави Білгородський і Гнеушев перебувають у стадії відмирання.
Разом з численними великими і малими рукавами тут широко представлена мережа прісноводних внутрішніх і відкритих приморських водойм: Потапівський, Лазаркін, Ананькін, Дєлюков, Таранов, Солоний, Желаний, Гнилий, Бистрий, Курильські мілководдя та інші. Усі вони здебільшого мілководні, з глибинами від 0,5 до 2 м.
Дунайський біосферний заповідник забезпечує збереження біорізноманіття дельти, проведення спостережень і досліджень по програмі "Літопис природи" за природними процесами. В структурі установи діють відділи: науковий, охорони заповідника та екологічної освіти і туризму. При заповіднику працює інформаційно-туристичний центр. В штаті заповідника - 51 співробітник, з них у науковому підрозділі працюють 13, у службі охорони - 15 осіб.
Фахівцями установи ведеться моніторинг стану флори та рослинності, орнітофауни та населення птахів, теріофауни, іхтіофауни, гідрофауни, герпето- і батрахофауни. За останні 5 років співробітниками заповідника опубліковано понад 70 наукових статей в тому числі в п'яти монографічних роботах, дві з яких видано англійською мовою.
Флора заповідника нараховує 1505 видів рослин, з них 955 - судинних. Останні належать до 380 родів і 101 родини. Рідкісними та зникаючими є 134 види рослин (14,1% флори заповідника), з них 60 видів - ендеміки. До Червоної книги України занесені 18 видів, до Європейського Червоного списку - 10, до Додатку 1 Бернської конвенції - 5 видів. Рослинність заповідника представлена угрупованнями генетично відмінних типів - від водного до напівпустельного та складається з водного, болотного, лучного, солонцевого і солончакового, псамофітного і лісового типів. Останній складається з угруповань заплавного лісу та піщаних кучугур. До Зеленої книги України занесено 15 рослинних угруповань: 2 степових, 3 болотні та 10 водних.
Із "червонокнижних" видів тут охороняються, зокрема, сальвінія плаваюча, водяний горіх плаваючий, плавун щитолистий, альдрованда пухирчаста, меч-трава болотна, зозулинець болотний, коручка болотна і чемерицевідна, білоцвіт літній, гвоздика бессарабська, ковила дніпровська, золотобородник цикадовий та ін. Багато видів рослин заповідника є нащадками третинної флори (водяний горіх, обвійник грецький, латаття біле, глечики жовті, меч-трава болотна, сальвінія плаваюча та ін.). Подібно іншим рідкісним третинним таксонам вони мають обмежене і спорадичне поширення і потребують особливої охорони.
Фауна заповідника представлена 1492 видами безхребетних та 417 видами хребетних тварин. З хребетних тварин заповідника птахи відзначаються найбільшим видовим багатством відносно фауни України. Їх тут зареєстровано 263 види. Це становить приблизно 79% всіх відомих для дельти Дунаю та майже 64% всього видового складу орнітофауни України. Видове різноманіття птахів заповідника найкраще представлене на чотирьох основних ділянках: у Кілійській дельті - 219 видів, далі в цьому аспекті йдуть Стенцівсько-Жебриянівські плавні, Жебриянське пасмо та острів Єрмаків. Орнітофауна останнього нараховує 183 види. На території заповідника відзначено перебування 42 видів птахів, що підлягають особливій охороні. Це, зокрема, занесені до Червоної книги Міжнародного союзу охорони природи (МСОП) кучерявий пелікан, малий баклан, червоновола казарка та орлан-білохвіст та ін.
Чільне місце у орнітофауні Дунайського біосферного заповідника займають водоплавні та навколоводні птахи, особливо гусеподібні - лебеді, гуси, качки, веслоногі - пелікани та баклани, лелекоподібні - чаплеві і ібісові. Серед них є багато важливих мисливсько-промислових видів, таких, як сіра гуска, крижень та інші качки, а також видів, занесених до Червоної книги України. Це, крім згаданих раніше, рожевий пелікан, косар, коровайка, жовта чапля, чернь білоока, ходуличник, великий, середній та тонкодзьобий кроншнепи та ін.
Плавні заповідника мають виключне значення для гніздування малого баклана. Його колонії тут є найбільшими в Україні. Важливе значення заповідні плавні мають для жовтої чаплі, великої та малої білих чапель, сірої та рудої чапель, квакви. Чисельність цих птахів у заповіднику досягає десятків та сотень пар.
Численні мілководдя Кілійської авандельти Дунаю мають особливе значення у житті водоплавних і навколоводних птахів, їх скупчення в цих місцях сягають до 45 тис. особин. Тут концентрується основна маса перелітних качок. В окремі сезони чисельність тільки крижня на морських мілководдях сягає 16-20 тис. особин, стільки ж буває і лиски. Інші види менш чисельні. Майже щороку на південній мулистій ділянці авандельти линяє від 500 до 5000 лебедів-шипунів.
З огляду на це територія заповідника, згідно з критеріями Рамсарської конвенції (1971), віднесена до водно-болотних угідь, які мають міжнародне значення головним чином як місця оселень водоплавних і навколоводних птахів.
На території ДБЗ за останні десятиріччя відмічено перебування 40 видів ссавців (без урахування кажанів). Із них 14 занесено до Червоної книги України.
Із ссавців особливий інтерес викликає єдиний представник ластоногих Чорного моря - тюлень-монах. Донедавна вважалось, що цей вид, занесений до Червоної книги МСОП, більше не зустрічається у Чорному морі, проте у 1992, 1994 та 1995 рр. окремі особини траплялися в українській частині дельти Дунаю на території заповідника. Із навколоводних звірів, мешканців прісних водойм, характерні такі, як інтродуковані ондатра та єнотовидний собака, а також рідкісні