Des sites répondant à des critères écologiques, paysagers, culturels ou patrimoniaux peuvent être acquis par le département. Après accord du conseil municipal, le conseil général délimite ces zones sensibles où il exerce un droit de préemption. Ce droit s'exerce par exemple sur soixante communes des Côtes d'Armor [1]. A chaque vente de terrains, le notaire transmet obligatoirement au titulaire de ce droit la déclaration d'intention d'aliéner. La délimitation d'un périmètre n'est donc pas, en soi, un élément de protection, mais une priorité d'acquisition en faveur du département, lorsque ces terrains sont mis en vente.
Gérer un milieu protégé, cela signifie par exemple conserver des activités traditionnelles, aménager des sentiers pour canaliser la fréquentation, informer le public, maintenir un équilibre écologique.
En Ille-et-Vilaine, toute intervention sur un espace naturel fait l'objet d'un diagnostic écologique. Il définit les habitats remarquables du site, la localisation des espèces végétales et animales rares, protégées et/ou menacées. La synthèse de ces études permet d'élaborer un plan de gestion, en concertation avec les usagers du site. L'originalité de ce département est d'effectuer les travaux en régie par des chantiers d'insertion. Pour diminuer les coûts et favoriser l'entretien naturel par l'agropastoralisme, cette collectivité s'est également portée acquéreuse d'un troupeau (bovins, équins, ovins, caprins) : une centaine de bêtes d'espèces domestiques menacées d'extinction sont en pâturage extensif sur huit espaces naturels sensibles.
Plus généralement, la politique espaces naturels sensibles des départements vise aussi à créer des lieux de sensibilisation à l'environnement et à l'éco-citoyenneté. C'est notamment le cas des maisons de la nature des Côtes d'Armor.
En Ille et Vilaine, depuis le printemps 2000, le Conseil général s'est doté d'une équipe de pédagogie de l'environnement qui accueille plus de 3 000 élèves chaque année en animation nature sur les espaces naturels.