กรมป่าไม้ได้ประกาศจัดตั้งศูนย์ศึกษาธรรมชาติอุทยานแห่งชาติทางทะเล จังหวัดชุมพร ในปี 2543 มีหน้าที่รับผิดชอบงานด้านวิชาการ ส่งเสริมเผยแพร่ประชาสัมพันธ์ด้านอนุรักษ์ทรัพยากร การฝึกอบรมเยาวชน ในพื้นที่อุทยานแห่งชาติทางทะเล ฝั่งอ่าวไทย 9 อุทยานแห่งชาติ ได้แก่ อุทยานแห่งชาติหมู่เกาะช้าง จังหวัดตราด อุทยานแห่งชาติเขาแหลมหญ้า-หมู่เกาะเสม็ด จังหวัดระยอง อุทยานแห่งชาติเขาสามร้อยยอด จังหวัดประจวบคีรีขันธ์ อุทยานแห่งชาติหาดวนกร จังหวัดประจวบคีรีขันธ์ อุทยานแห่งชาติหมู่เกาะชุมพร จังหวัดชุมพร อุทยานแห่งชาติธารเสด็จ-เกาะพงัน จังหวัดสุราษฎร์ธานี อุทยานแห่งชาติหมู่เกาะอ่างทอง จังหวัดสุราษฎร์ธานี อุทยานแห่งชาติหาดขนอม-หมู่เกาะทะเลใต้ จังหวัดสุราษฎร์ธานี นครศรีธรรมราช อุทยานแห่งชาติอ่าวมะนาว-เขาตันหยง จังหวัดนราธิวาส โดยมีคำสั่งกรมป่าไม้ให้เริ่มสำรวจหาพื้นที่ที่มีศักยภาพความเหมาะสมจัดตั้งศูนย์ศึกษาธรรมชาติ อุทยานแห่งชาติทางทะเล และได้คัดเลือกพื้นที่บริเวณเขาเจ้าเมือง หมู่ที่ 7 ตำบลหาดทรายรี อำเภอเมือง จังหวัดชุมพร ซึ่งเป็นพื้นที่ป่าตามพระราชบัญญัติป่าไม้ ปี พ.ศ. 2484 เป็นที่ทำการศูนย์ศึกษาธรรมชาติ อุทยานแห่งชาติทางทะเล ฝั่งอ่าวไทย เมื่อวันที่ 2 ตุลาคม 2543
ลักษณะทางภูมิศาสตร์ของศูนย์ศึกษาธรรมชาติอุทยานแห่งชาติทางทะเล จังหวัดชุมพร ประกอบด้วยลักษณะทางภูมิศาสตร์ 2 รูปแบบ ดังนี้ ภูเขา เป็นที่ตั้งของบริเวณที่ทำการศูนย์ศึกษาธรรมชาติอุทยานแห่งชาติทางทะเล จังหวัดชุมพร มีขนาดไม่ใหญ่และสูงมากนัก เป็นภูเขาที่ติดทะเลเรียกว่า เขาเจ้าเมือง ซึ่งเป็นแหล่งท่องเที่ยวของจังหวัดชุมพร สภาพป่าโดยทั่วไป เป็นป่าดิบชื้นไม่ผลัดใบ เนื่องจากอิทธิพล ของปริมาณน้ำฝนที่มีปริมาณค่อนข้างสม่ำเสมอตลอดปี และมีความหลากหลายของชนิดพันธุ์ไม้สูงมาก ชายฝั่ง เป็นชายฝั่งที่ได้รับอิทธิพลจากน้ำทะเล และกระแสน้ำทะเลโดยตรง ลักษณะทั่วไปเป็นหาดทราย และหาดหิน อยู่ทางด้านทิศตะวันออก ของพื้นที่ศูนย์ศึกษาธรรมชาติอุทยานแห่งชาติทางทะเล จังหวัดชุมพร
ทรัพยากรธรรมชาติของศูนย์ศึกษาธรรมชาติอุทยานแห่งชาติทางทะเล จังหวัดชุมพร มีทรัพยากรธรรมชาติที่สำคัญ ได้แก่ ป่าไม้ บริเวณศูนย์ศึกษาธรรมชาติอุทยานแห่งชาติทางทะเล จังหวัดชุมพร มีสภาพป่าโดยทั่วไป เป็นป่าดิบชื้น พันธุ์ไม้ที่สำรวจพบได้แก่ พญาสัตบรรณ ขันทองพยาบาท พลา เพกา โพทะเล ยอป่า ยางนา มะหวด (กำซำ) ทิ้งทวด เทียนทะเล จิก เมา ตะแบก สะเดาเทียม สำโรง แซะ ประดู่ มังตาล ทุ้งฟ้า และนนทรีป่า ฯลฯ สัตว์ป่า บริเวณศูนย์ศึกษาธรรมชาติอุทยานแห่งชาติทางทะเล จังหวัดชุมพร มีความหลากหลายของชนิดพันธุ์สัตว์ป่าไม่มากนัก เนื่องจากเป็นพื้นที่ขนาดเล็ก สัตว์ป่าที่สำรวจพบ ได้แก่ พญากระรอกดำ ไก่ป่า นกกระปูดใหญ่ เหยี่ยว นกตบยุง นกกระแตแต้แว้ด นกเด้าดิน นกปรอดหัวโขน นกกางเขนบ้าน นกบั้งรอกใหญ่ นกโพระดก นกกะเต็น เหี้ย งูเหลือม งูกะปะคอแดง งูเขียว กิ้งก่า ตุ๊กแก
