日本においては文化財保護法や各地方自治体の文化財保護条例に基づき指定される。韓国・北朝鮮では、日本の施政下で施行された「史蹟名勝天然紀念物保存法」を基にした天然記念物の制度が定められている。ほか、天然記念物の保護思想が発展してきたドイツやアメリカ、スイス等の西欧諸国にも、生物種の指定制度はないが天然記念物の保護制度がある。
歴史と背景.
日本における天然記念物.
日本に天然記念物の概念を紹介した三好学は、人の手が入っていないものを天然記念物としてとらえたが、上述の指定基準によれば、天然記念物の指定対象には二次植生や栽培・移植された植物、家畜（日本犬やオナガドリなど）、移入種（カササギ、ケラマジカなど）など人為的なものも含まれる。
特徴と課題.
国の天然記念物に指定されたものは、その後荒らされたり、傷つけられたりすることがないように、文化庁長官の許可がなければ、捕獲、採集、盗掘、樹木を伐採したりできないような規制がかけられる(文化財保護法・第百二十五条「現状変更等の制限及び原状回復の命令」)。また、地方自治体によって指定されたものは、条例によって規制され、天然記念物を守ることが定められている。
しかしながら、天然記念物の指定は本来文化財保護目的である文化財保護法を根拠としているため、生物や環境由来の天然記念物の保護には難点もある。たとえば天然記念物に指定されると現状変更の規制に抵触するため学術研究そのものが困難となる。また逆に、種指定を受けた天然記念物については、その生物の生育・生息環境を改変しても、それ自体は文化財たる天然記念物の現状変更には抵触しないため、種の存続を脅かしかねない開発行為などの規制には無力であることが多い。
また一方で、近年ある種類の生物のみを保護することにより、生態系のバランスを崩し自然環境のバランスを損なう結果、経済的損失や自然破壊をもたらす事が問題となっている。たとえば下北半島のニホンザル（農作物の被害）や長野県のニホンカモシカ（農林業への被害）、奈良公園の鹿（農業への被害）などがあげられる。とりわけ奈良公園の鹿は古典落語の題材（鹿政談など）になっているほどで、保護という公益が個人の人権を圧迫する場合に、どこまでバランスの支点を人よりに置くかは、古くからの行政の問題である。