En parallèle à la création de l'Agence des aires marines protégées, la loi du 14 avril 2006 a également créé un nouveau type d'aire marine protégée : le parc naturel marin. Cet outil innove par son approche intégrée de l'espace et des activités.

Le parc naturel marin ouvre la voie à une nouvelle gouvernance où tous les usagers et professionnels de la mer sont associés. Contrairement à l'approche règlementaire classique, où les usagers sont seulement consultés, l'approche intégrée se veut une stratégie globale de gestion des problématique du milieu marin. Elle associe à la décision et à l'action chacun des acteurs concernés : élus locaux, services de l'État, usagers et professionnels de la mer, associations environnementales, scientifiques... C'est un mode de fonctionnement participatif.

Le parc naturel marin vise de vastes espaces sur lesquels coexistent patrimoine naturel remarquable, écosystèmes de qualité et activités multiples.

L’Agence compte actuellement deux parcs naturels marins :

- le Parc naturel marin d’Iroise et

- le Parc naturel marin de Mayotte ;

plusieurs autres sont à l’étude :
- Côte Vermeille,
- Mer d'Opale et estuaires picards (Canche, Authie et Baie de Somme),

- Estuaire de la Gironde et les Pertuis charentais,

- Arcachon,
- Golfe normand-breton.

La France a prévu de se doter de dix parcs naturels marins d’ici 2012, un engagement réaffirmé par le Ministère du Développement durable lors du Grenelle de l’environnement et celui de la mer.