Bjørnøya har i verdenssammenheng en unik geologi, økologi og kulturhistorie
. Med sin isolerte beliggenhet og nesten upåvirka av lokal menneskelig aktivitet, utgjør Bjørnøya ett noenlunde intakt økosystem
. Ett av få i Europa.

Bjørnøya er ett nøkkelområde for sjøfugl og regnes å ha den største sjøfuglkolonien på den norlige halvkule.  Dens beliggenhet i det produktive Barenshavet gjør den til en svært viktig lokalitet for hekkende sjøfugl

. Og siden øya er eneste landområde mellom Spitsbergen og Norskekysten, utgjør den også en viktig rasteplass for fugl på trekk mellom sør og nord
. For eksempel mellomlander nesten hele bestanden av hvitkinngås på trekk mellom sommer- og vinterområdene på Bjørnøya.

På fastlandsnorge har under 10% av naturen villmarkspreg, det vil si at det er mer enn 5 km fra menneskelig inngrep, på Bjørnøya er i praksis hele øya villmark
. Øya er likevel påvirket av langtransportert forurensning. Sjøfuglene og ferskvannsfisken har tildels urovekkende høyt innhold av organiske miljøgifter. Olje, miljøgifter og fiskeri ansees som den lokalt største truselen for øyas sjøfuglbestand.

Bjørnøya naturreservat ble opprettet ved kongelig resolusjon den 16. februar 2002. Hele øya er vernet, med unntak av et begrenset område rundt den Meteorologiske stasjonen.  Vernet av Bjørnøya omfatter også havområdene rundt øya ut til territorialgrensa.  Formålet med å opprette naturreservatet er å bevare Bjørnøya som en av de største sjøfuglkoloniene i Nordatlanteren og ivareta ett unikt og intakt økosystem.

Kulturminnene på Bjørnøya stammer fra mange ulike nasjoners aktivitet på øya gjennom 400 år. Aktivitet som var basert på uttak av ressurser  i form av fangst og mineralutvinning. De klimatiske forholdene gjorde, og gjør fortsatt, aktivitet vanskelig og krever store tilpassninger for å være mulig.  Kulturminnene er vernet som en del av naturreservatet.