카르타헤나 의정서의 특징은 사전 예방원칙을 취하고 있다는 점이다. 인류는 과거의 많은 환경오염 사례들로 인해 자연환경과 생태계는 잘못되고 난 후에는 되돌리기 어렵다는 것을 너무나 잘 알고 있다. 유전자변형생물체의 경우에도 잠재적 위험이 현실화되면 그때는 이미 늦다. 카르타헤나 의정서가 환경에 노출되는 유전자변형생물체를 강하게 규제하는 것도 그 때문이다. 사전 예방원칙의 실현을 위해 생산이나 수입 전 위해성 평가를 실시하여 인체와 환경에 미칠 영향을 미리 예측하도록 하고 있다. 또한 유전자변형생물체의 연구․생산이나 이동 등에 대한 관리, 위해성 평가를 실시할 수 있는 능력을 보유하기 위한 국제적 노력 등을 규정하고 있는 것도 사전 예방원칙을 관철시키기 위한 것이다.
카르타헤나 의정서는 사전예방의 원칙을 실현하기 위해 변형생물체를 강하게 규제한다. 또한 위해성 평가로 환경에 대한 사전예방을 실시하는 등 원칙을 관철시키고 있다.