Muhu valla maismaa territooriumist on looduskaitse all ca 42,5 km2 (20 %). Muhu vallas looduskaitseseaduse alusel siseriikliku ja kohaliku kaitse all olevad kaitstavad loodusobjektid kuuluvad enamasti ka üle-euroopalisse Natura 2000 võrgustikku.
Looduskaitseseaduse alusel kaitstavad loodusobjektid on:
- kaitsealad,
- hoiualad,
- kaitsealused liigid ja kivistised,
- püsielupaigad,
- kaitstavad looduse üksikobjektid või
- kohaliku omavalitsuse tasandil kaitstavad loodusobjektid.
Muhu valla territooriumil asub 8 kaitseala:
- Kesselaiu maastikukaitseala
- Liiva park
- Musta männi puistu (Pädaste külas)
- Pädaste mõisa park
- Rannaniidi pankade maastikukaitseala
- Suuremõisa lahe looduskaitseala
- Tupenurme maastikukaitseala
- Üügu maastikukaitseala
8 hoiuala Muhu valla territooriumil on:
- Madise hoiuala
- Nõmmküla hoiuala
- Oina hoiuala
- Rannaniidi hoiuala
- Ranna-Põitse hoiuala
- Võilaiu hoiuala
- Väikese väina hoiuala
- Väinamere hoiuala
Lisaks on valla territooriumil hulgaliselt kaitstavate liikide leiukohti (ca 40 erinevat liiki), 13 kaitsealuse liigi püsielupaika ja 2 kaitstavat looduse üksikobjekti.
Kohaliku kaitse all on kolm objekti:
- Lõetsa jõe äärne puisniit
- Peedu pangad ja nende lähiümbrus
- Presidendi allee