Eine wichtige Aufgabe des Donaumoos-Zweckverbands ist der Schutz der nach jahrhundertelanger Entwässerung verbliebenen Moorschichten. Dabei spielt die Anhebung des Grundwasserstands eine große Rolle, um den Abbau des Torfkörpers zu stoppen und ein Wachstum des Moores zu ermöglichen. Dies ist besonders in Trockenperioden wichtig, denn gerade im Sommer sinkt der Grundwasserspiegel sehr tief ab und es entstehen Trockenschäden. Der ehemals vererdete Oberboden vermulmt zunehmend und verliert dadurch die Fähigkeit, Wasser zu speichern. Dies wiederum führt bei Starkniederschlägen dazu, dass es auch im Niedermoor zu Überschwemmungen kommt, da der Torfköper seine Wirkung als Schwamm verliert.

Der Donaumoos-Zweckverband ist Projektpartner in landwirtschaftlichen Pilotprojekten, die sich mit neuen Anbau- und Ernteverfahren sowie Wertschöpfungsmöglichkeiten für Produkte aus der Nassbewirtschaftung befassen. Im Projekt MOORuse beispielsweise werden der Anbau von Rohrglanzgras, Seggen und Rohrkolben und die damit einhergehenden Umwelteffekte untersucht. Besonders interessant sind hierbei die Klimagasmessungen der  Hochschule Weihenstephan-Triesdorf. Im Projekt "Moorverträgliche Bewirtschaftung" dreht sich alles um Anbau- und Ernteverfahren und die Suche nach neuen Absatzmöglichkeiten für Paludikulturen. Dieses Projekt wird in Kooperation mit der Bayerischen Landesanstalt für Landwirtschaft durchgeführt.

Zum Schutz der im Donaumoos gelegenen Gemeinden vor Hochwasserereignissen baut der Donaumoos-Zweckverband sukzessive Hochwasserrückhalteräume aus. Aktuell sind fünf Rückhalteräume verwirklicht. Sie können zusammen rund 800.000 Kubikmeter Hochwasser schadlos zurückhalten und entlasten damit die Unterlieger. Technisch sind die Rückhalteräume sehr einfach aufgebaut. Hierzu wird an geeigneten Stellen ein niedriger Damm errichtet, durch den die aus dem Umland ins Donaumoos fließenden Gräben mittels eines drosselbaren Durchlasses geleitet werden. Bei einem Hochwasserereignis wird der Zustrom des Wassers in das Donaumoos an dem Bauwerk gedrosselt, was eine Anstauung des Wassers im Rückhalteraum bewirkt. Erst nach Abklingen der Hochwasserspitze entleert sich der Rückhalteraum langsam wieder.

Niedermoore wie das Donaumoos bieten zahlreichen Insekten-, Amphibien- und Vogelarten einen wichtigen Lebensraum. Daneben dienen sie vielen Zugvögeln als Rast- und Brutstätten. 

Im Donaumoos kommen die Kreuzkröte, der Laubfrosch und sehr selten auch die Knoblauchkröte vor. In den zahlreichen Gräben des Donaumooses leben zudem seltene und gefährdete Fischarten. Vor allem die Kleinfischarten Schneider, Elritze, Schlammpeitzger und Bachneunauge sind aus Sicht des Artenschutzes von Bedeutung. 

Ebenfalls an Gräben lebt die Vogel-Azurjungfer, eine extrem seltene Kleinlibelle. Durch Grabenaufweitungen, Extensivierung umgebender Nutzungen und Erhalt spärlich bewachsener, nicht zu stark verlandeter Gräben, soll diese Art gefördert werden.