本区地处武陵山脉东段，境内以山地为主，最高峰斗蓬山海拔1890.4米，是湖南湘、资、沅、澧四大水系的发源地。由于太平洋东南季风受到武陵山脉的阻挡，形成当地的季雨气候，其特点是四季分明，夏无酷暑、冬无严寒，适宜的气候条件和发送的水系为国家重点保护野生动物大鲵的栖息和繁衍提供了良好的生态环境，因而使保护区成为我国大鲵的集中分布区之一。
除大鲵外，本区的其它野生动物资源也非常丰富，已知高等植物达3000余种，其中珙桐、水杉、鹅掌楸等被列为国家重点保护的珍稀濒危植物。野生动物中，列入国家一、二级保护的还有云豹、大灵猫、红腹角雉、穿山甲、水獭等，均具有很高的保护价值。
