Основной задачей заповедника является обеспечение соблюдения режима особой охраны на участках «Кизлярский залив» и «Сарыкумские барханы», их охранных зонах, а также в заказниках федерального значения «Аграханский», «Самурский» и «Тляратинский».
Эта функция осуществляется специальной государственной инспекцией по охране территорий государственного природного заповедника и федеральных заказников, работники, которой входят в штат заповедника. Для поддержки работы отдела и контроля выполнения возложенных на сотрудников задач создана оперативная группа по охране заповедной территории и подведомственных заказников, которая подчиняется напрямую директору заповедника.
Служба охраны заповедника состоит из 40 штатных сотрудников, в том числе заместитель директора по охране, 6 старших инспекторов, и 32 государственных инспекторов. Главным государственным инспектором является директор заповедника. Служба охраны обеспечена 5 оборудованными кордонами, 2 опорными инспекторскими пунктами, водным и автомобильным транспортом, лошадьми, биноклями и прочими необходимыми приборами и оборудованием. Для всех инспекторов приобретены комплекты летнего и зимнего обмундирования.
Основные виды нарушений связаны с незаконным нахождением на особо охраняемой природной территории и браконьерством. Следует учитывать, что различные территории (заповедные участки, охранные зоны и федеральные заказники) имеют различный режим особой охраны. Наиболее строгий режим, практически исключающий любое нахождение людей, установлен для участков заповедника. В заказниках и охранных зонах допускаются определенные виды хозяйственной деятельности, в первую очередь для местного населения.
По периметру двух участков заповедника и 3 заказников федерального значения установлены более 100 красочно оформленных аншлагов и информационных щитов.
Охрана осуществляется патрулированием на автомобилях, моторных лодках, конными и пешими обходами территории, а также с использованием малой авиации.
Помимо непосредственно охраны территории на госинспекторов возлагаются задачи по поддержанию и при необходимости, восстановлению инфраструктуры заповедника (экскурсионные маршруты, экологические тропы, научные стационары и т.п.). Одной из основных обязанностей госинспекторов является ведение первичных научных наблюдений. Всё это требует, чтобы госинспекторы имели самую разнообразную подготовку – правовую, физическую, природоведческую.