Die Insel zählt zu den letzten Paradiesen in Deutschland. Es ist eine von drei unbewohnten Inseln im UNESCO-Weltnaturerbe Nationalpark “Niedersächsisches Wattenmeer”. Die Natur ist hier strengstens geschützt. Mellum darf nur mit einer Ausnahmegenehmigung der Nationalparkverwaltung betreten werden. Nur außerhalb der Brutzeit der Vögel werden einige Exkursionen vom Mellumrat e. V. durchgeführt.
Mellum ist das Musterbeispiel natürlicher Dynamik im Wattenmeer. Von ca. 7 ha im Jahre 1903 ist die Insel auf heute über 320 ha gewachsen.
Häufigste Brutvögel sind die Silber- und Heringsmöwe (Larus argentatus, L. fuscus) mit über 5.000 Brutpaaren. Weitere Brutvögel sind u.a. Löffler (Platalea leucorodia), Schwarzkopfmöwe (Larus melanocephalus) und Wanderfalke (Falco peregrinus).
Die umgebenden Sandplaten und Wattflächen bieten Rast- und Nahrungsraum für Hunderttausende von Wat- und Wasservögeln und ist einer der wichtigsten Seehund-Lebensräume im Nationalpark.
Ständig ändert die Insel ihr Gesicht. Sandbänke entstehen und verschwinden. Dünen werden vom Wind aufgeweht, winterliche Sturmfluten nagen an ihnen und spülen sie davon. An anderer Stelle erhöht herangewehter Sand die Insel. Schlickfelder verlagern sich. Das Grünland mit der Salzwiese wächst und dehnt sich weiter aus. Tiefe Priele durchschneiden diesen Inselbereich. Vom Menschen unbeeinflußt gestalten vor allem die Naturkräfte – Wind und Wasser -, aber gleichfalls Vögel und Pflanzen die Insel. Deshalb hat Mellum für den Nationalpark eine ganz besondere Bedeutung.
Bereits im Jahr 1921 wurde Mellum unter Schutz gestellt und die Insel wird seit 1925 durch den Mellumrat betreut. Heute ist sie zusammen mit dem Hohe-Weg-Watt im UNESCO-Weltnaturerbe Nationalpark „Niedersächsisches Wattenmeer“ als Ruhezone ausgewiesen. Der Verein unterhält auf der Insel ein Stationshaus.