На території Чечельницького району знаходяться слідуючі об'єкти природно-заповідного фонду:
Національний парк «Кармелюкове Поділля»
Національний природний парк «Кармелюкове Поділля» створений згідно з Указом Президента України Віктора Ющенка 16 грудня 2009 року з метою збереження, відтворення та раціонального використання унікальних природних та історико-культурних комплексів Південного Поділля, що мають важливе природоохоронне, наукове, історико-культурне, естетичне, рекреаційне та оздоровче значення.Історія створення Парку почалась ще у вісімдесятих роках минулого століття.Парк розміщений на території південно-східної частини Вінниччини, що межує з Одещиною – південь Чечельницького та Тростянецького районів .Наказом Міністерства екології та природних ресурсів України № 519 від 12.12.2011 р. «Про створення природоохоронної установи» було створено національний природний парк «Кармелюкове Поділля» загальною площею 20208,4 га.
Заказники
Державний ботанічний заказник «Бритавський» загальною площею 3259 га., який створено згідно постанови Ради Міністрів УРСР від 02.06.1990 р. №123. Заказник знаходиться на території Бритавського лісництва. Ботанічний заказник «Вербська дача» загальною площею 46 га., створено згідно рішення облвиконкому Вінницької обласної ради від 17.11.1981 р. № 599. Заказник відноситься до об'єктів місцевого значення і знаходиться на території Вербського лісництва.
Ботанічний заказник місцевого значення «Червоногреблянський» загальною площею 1492 га, який створено рішення облвиконкому Вінницької обласної ради від 25.10.1990 р. № 263. Заказник знаходиться на території Червоногреблянського лісництва.
Пам'ятки природи
"Терещуків яр" – ділянка лугово-степової рослинності загальною площею 3,8 га., де зростають види рослин занесені до Червоної книги України. Знаходиться на території Чечельника, правий берег річки Савранка.
«Ромашково» – ділянка цілинної степової рослинності загальною площею 8,7 га., де зростають види рослин занесені до Червоної книги України. Знаходиться на території смт. Чечельник.
Вище зазначені пам'ятки природи відносяться до об'єктів природно-заповідного фонду загальнодержавного значення.
На території району є також пам'ятки природи місцевого значення.
Зокрема, група джерел «Берізки» – великодебітні джерела ґрунтової води, що виходять на поверхню із вапнякових порід і мають водорегулююче значення. Об'єкт віднесено до пам'яток природи на підставі рішення облвиконкому Вінницької обласної ради від 18.08.1983 р. № 384. Джерела знаходяться на території с. Берізки і займають площу 0,04 га.;
«Три криниці» – група великодебітних джерел, що живлять річку Савранку. Об'єкт віднесено до пам'яток природи на підставі рішення облвиконкому Вінницької обласної ради від 18.08.1983 р. № 384. Джерела знаходяться на території с. Демівка.