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성산 일출봉 천연보호구역은 제주도의 동쪽 끝에 위치하고 있으며 일출봉 전체와 1㎞ 이내의 해역을 포함하고 있다.  성산 일출봉은 중기 홍적세 때 얕은 바다에서 화산이 분출되면서 형성되었다. 일출봉은 커다란 사발모양의 평평한 화구가 섬 전체에 걸쳐 있어 다른 화산구와는 구별되는 매우 특이한 형태를 하고 있다.  일출봉을 중심으로 하는 성산포 해안 일대는 청정해역으로 동남쪽의 해안은 비교적 넓은 조간대가 있는데, 암석지대·자갈지대·모래사장 등이 있다. 그 외 해안식물은 녹조류·갈조류·홍조류 등 총 127종이 발견되어 우리나라 해조상을 대표할 수 있는 다양한 종류의 해조류가 자라고 있는 것으로 밝혀졌다. 또한 이곳은 제주분홍풀, 제주나룻말로 지칭되는 신종 해산식물의 원산지로 세계적으로 주목을 받고 있는 지역이기도 하다. 해산동물의 경우 총 177종이 있는 것으로 밝혀졌으며, 그 중에 많은 한국산 미기록종이 포함되어 우리나라 해산동물의 분포상을 연구하는데 매우 주목되는 지역이다.  성산 일출봉 천연보호구역은 일출봉의 지형·지질·경관적 특성과 주변 1㎞ 연안 해역의 식생이 우리나라 해양생물의 대표적인 특성을 보존하고 있으며, 특히 한국산 신속 및 신종 해조류의 원산지이기 때문에 천연기념물로 지정하여 보호·관리하고 있다.2007년6월27일 제31차 세계유산위원회에서 '제주 화산섬과 용암동굴'의 이름으로 한라산천연보호구역, 성산일출봉천연보호구역, 거문오름용암동굴계의 3개 천연기념물이 세계자연유산으로 등재되기도 하였다.
일출봉을 중심으로 하는 성산포 해안 일대는 신종 해산식물의 원산지로 주목 받고 있다.