Přírodní památka (PP) Moravská Dyje je tvořena linií řeky s dobře vyvinutou nivou. Celková délka řeky v přírodní památce je 24 km. Předmětem ochrany PP je ochrana chráněných a vzácných druhů živočichů a rostlin vázaných na biotop vodního toku, mokřadních ploch, nivních luk, trávníků mezofilního až xerofilního typu a biotopů otevřených skalních ploch. Význačnými druhy pro řeku Dyji jsou vydra říční (Lutra lutra), škeble říční (Anodonta anatina), velevrub malířský (Unio pictorum), hořavka duhová (Rhodeus sericeus), ouklejka pruhovaná (Alburnoides bipunctatus) a rak říční (Astacus astacus). Cílem ochrany přírodní památky Moravská Dyje je udržení vysoké biodiverzity vodního toku a okolních stanovišť (od mokrých nivních luk po biotopy otevřených skalních ploch) a postupné zlepšování zejména kvality vody a postupné zvýšení migrační prostupnosti.
Hořavka duhová - je drobná rybka s vazbou na stojaté vody řek, tůní a jezer, kde žijí škeble a velevruby bez nichž by se nemohla rozmnožovat. Samička klade jednotlivé jikry kladélkem do žaberní dutiny mlžů. Tam se vyvíjí její plůdek, dokud není sám schopen plavat. Vzhledem k její vazbě na mlže se stala ohroženým druh podle Červeného seznamu ČR a chráněná podle evropské legislativy v rámci soustavy NATURA 2000. Podle údajů Agentury ochrany přírody a krajiny ČR na našem území hořavka obývá mozaikovitě lokality všech hlavních povodí (Labe, Odry i Moravy), ale nikde se neobjevuje masově na větším území. Ve srovnání s celou řadou lokalit, kde se hořavka vyskytuje, Moravská Dyje svým významem zaujímá přední místo.
Podél řeky je možné spatřit mnoho zajímavých druhů živočichů, jedním z nich je brouk rákosníček (Donacia marginata), který je vázán po příbřežní bylinnou vegetaci. Přírodní památka Moravská Dyje tvoří 3. zastavení naučné stezky Po přírodních zajímavostech Dačic