Die hohe ökologische Wertigkeit zahlreicher Gebiete hat zur Ausweisung vieler Schutzgebiete und Biotopverbundflächen geführt. Der Anteil derartiger Schutzflächen liegt deutlich über dem anderer Gemeinden im Kreis Offenbach. Mit Ausnahme der bebauten Flächen sowie intensiv landwirtschaftlich genutzter Flächen ist fast die gesamte Gemarkungsfläche einschließlich des Waldes als Landschaftsschutzgebiet ausgewiesen. Dazu kommen flächenmäßig kleinere, aber für die Größe von Mainhausen viele Naturschutzgebiete. Zu nennen sind hier die Gebiete
- Zellerbruch von Seligenstadt und Mainhausen
- Bong´sche Kiesgrube und Mainufer bei Mainflingen
- Speckgraben bei Mainflingen
- Ehemalige Tongrube von Mainhausen
Die zum Schutz der Lebensräume mit erheblichen Nutzungseinschränkungen versehenen Naturschutzgebiete umfassen insgesamt etwa 164 ha; dies sind ca. 9 % der Gemarkungsfläche. Dazu kommen noch die nach der „Flora-Fauna-Habitat-Richtlinie“ der Europäischen Union ausgewiesenen FFH-Gebiete, für die auch relativ strikte Auflagen gelten. Als FFH-Gebiete ausgewiesen beziehungsweise vorgesehen sind die beiden Sendefunkstellen in Mainflingen und Zellhausen.
Zu erwähnen sind weiterhin 42 ha geschützte Lebensräume und Landschaftsbestandteile nach § 23 des Hessischen Naturschutz Gesetzes, die zwar außerhalb von Schutzgebieten liegen, bei denen dennoch bei Eingriffen eine Einzelfallprüfung durch die Naturschutzbehörde erforderlich ist.
Biotopverbundflächen sind Freiflächen außerhalb der Siedlungsgebiete, in denen vorrangig Kompensationsmaßnahmen durchgeführt werden sollen und die deshalb im Landschaftsplan entsprechend gekennzeichnet sind. Sie decken ungefähr 28 % der Gemeindefläche ab.
Weitere 393 ha sind als Wasserschutzgebiete der Zone IIIa ausgewiesen. Sie befinden sich im südlichen Gemarkungsbereich nördlich der Brunnengalerie des Wasserwerkes „Lange Schneise“.