Один из самых длинных горных хребтов Южного Урала.  Длина Урал-Тау составляет 290 километров, ширина до 20 км. Высота до 1068 м, вершина — гора Арвякрязь. На севере Урал-Тау переходит в Большой Уральский хребет. Заказник расположен в центральной части Южного Урала, пересекается хребтом Урал-Тау, с запада ограничен Иремельско-Авалякским поднятием – важнейшим гидрологическим центром Южного Урала. Здесь начинаются р. Белая (Агидель) и ее правые верхние притоки – реки Тыгын и Авняр, притоки р. Юрюзань – реки Тюлюк и Ай. Восточнее с хребта Урал-Тау берет начало р. Урал. Все они являются основными объектами охраны. Почти вся территория заказника покрыта лесами: смешанными сосново-березовыми, березовыми, реже лиственничными и елово-пихтовыми. Многие насаждения являются эталонными. Ландшафты заказника отличаются повышенной аттрактивностью и перспективны для организации туризма и рекреации. В связи с низкой степенью антропогенных воздействий и отдаленностью от крупных населенных пунктов животное население заказника отличается высокой степенью разнообразия. Из млекопитающих обычны лоси, кабаны, косули, многочисленны медведи, высокой плотностью обладают волки, реже встречаются лисица, енотовидная собака, рысь, горностай, колонок, барсук. Куница заселяет все типы леса, норка американская – обычный вид вдоль русел рек. Разнообразны грызуны, среди которых обычны белка, ондатра. Бобры в настоящее время активно заселяют горные речки и ручьи. Широко распространен заяц-беляк. Птицы также отличаются богатством видов, но в данном районе изучены меньше. Сравнительно богата фауна земноводных и млекопитающих.