Vyhlášena byla 19. 3. 1976 a od r. 1988 je zároveň biosférickou rezervací UNESCO. Chráněná oblast zahrnuje celé území Pavlovských vrchů spolu s částí lužních lesů pod dolní Novomlýnskou nádrží v nadmořské výšce od 170 do 250 metrů. Její rozloha je 8629 ha a celá se nachází na území okresu Břeclav.
Pahorkatinná část CHKO k vnějšímu karpatskému bradlovému pásmu nasunutému na tuto část jižní Moravy od východu. Bradla jsou tvořena jurskými vápenci dvojího stáří, z nichž starší a méně odolnější, tzv. klentnické vrstvy s mocností 80 - 100 mm mají šedou až černošedou barvu, zatímco mladší, tzv. ernstbrunské vrstvy jsou bělavé až šedé, vyznačují se velkou chemickou čistotou a dosahují mocnosti 120 - 150 mm. Ostrůvkovitě jsou na území Pavlovských vrchů zastoupeny i glaukonitické pískovce a písčité slíny křídového stáří. Úpatí svahů je pokryto sprašovými sedimenty. Nížinná část CHKO leží na čtvrtohorních sedimentech řeky Dyje. Pálavské vápence podléhají díky své chemické čistotě procesům krasovění. Na poměrně malé plošee území jsou zastoupeny škrapy, drobná škrapová pole, závrty a jeskyně menších rozměrů. Největším jeskynním systémem je jeskyně Na Turoldu.
V biosférické rezervaci Pálava je soustředěna pestrá mozaika rostlinných společenstev. Tato skutečnost je způsobena geologickým podkladem a rozdílností hloubky půd i mikroklimatických poměrů. Vyskytuje se tu celá škála společčenstev lesních, lesostepních, stepních i skalních. V 15. století zde byly zcela vymýceny lesní porosty a k jejich obnově došlo až v 19. století. Dnes je zalesněno pouze 35% rozlohy. Jsou tu jednak porosty jasanů, jilmů, javorů soutředěné na těžkých jílovitých půdách v údolí drobných toků. Na úpatí jednotlivých kopců jsou dubohabřiny s vtroušenou lípou a jasany, v keřovém patře převládají brslen evropský i bradavičnatý, růže šípková, klokoč zpeřený, hlohy. V bylinném patře se vyskytuje sasanka hajní i pryskyřníkovitá, lecha jeärní, plicník lékařský, zvonek broskvolistý,lilie zlatohlávek. Na osluněných svazích jsou fragmenty šípákových doubrav. Na zastíněných svazích jsou suťové listnaté porosty s převahou lípy a klenu. Nejcenější a nejpestřejší je však květena lesostepí a stepí. Na jednotlivých lokalitách se vyskytují různé zajímavé druhy.
Do CHKO Pálava spadá i významná ornitologická lokalita Křivé jezero. Obloukovitě zahnutá velká tůň je obklopena starým lužním porostem. Na sev.a vých. straně je les obtékán řekou Dyjí. Mezi letitými duby, jilmy, jasany, topoly a olšemi vynikají tzv. hlavaté vrby na kterých hnízdí kachny březňačky a husy velké. Hnízdí zde i čáp bílý a černý, volavka červená i popelavá, kvakoš noční, moták pochop, luňák hnědý, vzácně orlovec říční. V rákosinách je hojný moudivláček lužní. Bohatá fauna je i v ostatní části CHKO Pálava. Vyskytuje se tu mnoho vzácných druhů bezobratlích (např. kobylka sága, kudlanka nábožná, ploskoroh pestrý, pestrokřídlec podražcový, otakárek ovocný aj.). Z plazů se vyskytuje mimo jiné i ještěrka zelená a užovka hladká. Z běžných druhů savců a lovné zvěře je nutné se zmínit o škodách, které tu působí nadměrné stavy uměle vysazených muflonů, daňků a koz bezoárových.
Na území této CHKO jsou 4 NPR, 5 PP a 7 PR o celkové ploše 765 ha.
Sídlo správy: Náměstí 32, 692 01 Mikulov. Tel. č.: 0625/2585, 3130.