港珠澳大桥跨越珠江口敏感水域，珠江口中华白海豚自然保护区的海洋生态环境保护受到广泛关注。广东省相关部门已制订并着手实施新的中华白海豚保护措施。

广东省海洋与渔业局早在2008年就与港珠澳大桥前期工作协调小组签署了《港珠澳大桥工程中华白海豚生态保护补偿协议书》。此外，作为农业部和广东省人大议案重点支持建设项目，相关部门正在珠海建设珠江口白海豚保护区管理基地，工程有望在2010年全部竣工。

中华白海豚是中国一级保护的鲸豚哺乳动物，有“海上大熊猫”之称，每三年才生一胎，繁殖、生存率低。作为中国唯一的中华白海豚国家级保护区，珠江口伶仃洋现有中华白海豚约1200头。