Kulturmiljøet på Karljohansvern viser en sammenhengende militærhistorisk utvikling gjennom hele 1800-tallet, også i perioder med lav militær aktivitet og hvor det øvrige festningsbyggeriet i stor grad lå nede. Dette gjelder spesielt i tidsrommet 1820–1870, før Forsvaret gikk inn i en periode med kraftig utbygging. Oscarsborg festning og tidligere Karljohansvern Orlogsstasjon er uløselig knyttet til denne viktige epoken i norgeshistorien med sterk nasjonsbygging. Anlegget representerer et helhetlig militært etablissement som ved siden av driftsområdet på Verftet også inkluderer fortifikasjoner og et fullt utbygd samfunnsområde. Flere av bygningene har betydelige arkitektoniske kvaliteter. Virksomheten ved Verftet og senere også ved flyfabrikken er nært knyttet sammen med den teknologiske utviklingen både militært og sivilt. Bygningsmiljøet på Møringa er svært interessant med hensyn til utviklingen av norsk luftfartshistorie på første del av 1900- tallet.
Mellomøya og Østøya representerer en viktig funksjon for Forsvaret, nemlig lagring og behandling av hhv. ammunisjon samt miner og torpedoer. Øyene har bygninger og anleggsrester fra flere byggeperioder. Anleggenes funksjon som hovedlager for Marinen og Kystartilleriets ammunisjon i over 150 år gir stedet en betydelig militærhistorisk og antikvarisk verdi.
Formålet med vernet er å bevare fortifikasjonene og de gjenværende kulturmiljøene fra 1800-tallet og frem til 2. verdenskrig.
Ved siden av Karljohansverns historiske og miljømessige betydning er etablissementet en stor arbeidsplass med kontorer, undervisningslokaler og museer. Her er også en rekke boliger. Karljohansvern med Hortensskogen og kanalområdet er også et viktig rekreasjonsområde for hele Hortens befolkning og for tilreisende. Dersom områder på øyene i fremtiden blir gjort allment tilgjengelig kan dette bli et viktig rekrasjonsområde i ytre Oslofjord.