保护区属于亚热带山地湿润季风气候。年平均气温为摄氏11.5℃；最冷月（1月）平均气温摄氏0.1℃，最热月（7月）平均气温为摄氏22.8℃，极端最低温度在摄氏-10℃～-15℃。无霜期190天左右；全年积温摄氏3621.6℃。其积温、最冷月气温和极端最低温等气象因子具有北亚热带向暖温带过渡的气候特色。

年平均降水量为2105.4毫米，最高达2840.1毫米，雨日176天，海拔每升高100米，平均增加水量79.3毫米。是湖南三大暴雨中心之一，年蒸发量400毫米左右，为年降水量的20%，按技术规程计算，全年流出的水量约4.5亿立方米。全年相对湿度在90%以上，属于湿润地区。全年雾日数达145天，年辐射量较低。

地形

八大公山西北有鄂西山地，再往北有秦巴山地层迭屏障，西南为黔东高原，东南有武陵、雪峰山地相间突起，东端则向洞庭湖区逐渐降低，处于一个半辐合状的群山之间。偏南湿润空气易进入滞留，凝云致雨的机会较多，使区内动植物在生境上具有得天独厚的条件和优越的地理背景。

八大公山国家级自然保护区东西长45千米，南北宽16千米。东与桑植县的龙潭坪镇接壤，南与芭茅溪乡、五道水镇、八大公山乡毗邻，西与湖南省龙山县相连，北与湖北省宣恩、来凤、鹤峰毗邻。总面积2万公顷。

八大公山国家级自然保护区属于森林生态类型自然保护区，是以保护亚热带常绿落叶阔叶林和野生动物为主的森林生态系统类型自然保护区。八大公山保护区管辖的重点生态公益林有23468公顷，分天平山、杉木界、斗篷山三大林区，木材蓄积量为110万立方米，森林覆盖率达93.4%，是亚热带地区保存最完整、面积最大的天然常绿阔叶林，并具有独特的亚热带山地森林生态系统特点。

植物

八大公山国家级自然保护区区内植物种类丰富，据调查统计，有高等植物216科2408种。其中，属国家Ⅰ级保护野生植物有珙桐、光叶珙桐、南方红豆杉、红豆杉、钟萼木、银杏等6种；属国家Ⅱ级保护植物29种；濒危植物2种；渐危植物21种；稀有植物16种；模式标本产地物种5种。上述属科植物中，有药用植物1000余种，其中，有被誉为“四大药王”的乌金七、金盘七，还有竹节人参、天麻、黄莲、七叶一枝花等一大批珍贵药材。还是桑植椴、桑植吊石巨苔、桑植大节竹、修叶啼盖蕨、边生鳞毛蕨等5种植物新种的模式标本产地。 八大公山属于泛北极植物区，中国—日本森林植物亚区的华中区。植被组成以热带亚洲植物区系、北温带植物区系、东南亚植物区系，以及东亚——北美植物区系为主要成分。植被不仅具有北亚热带的典型特点，而且，还明显反映出亚热带向暖温带过渡的特征。是东亚两大植被区系重要交汇区域，具有极为重要的植物地理学研究价值。分布有中国种子植物属15个地理分布类型中的14个，含5个植被型组、9个植被型、13个植被亚型、19个群系组，26个群系、36个群丛 。由于地形复杂，山势高差大，生态环境在空间形成多个梯度，植被具有明显的植物分布带。通过30块标准地27325平方米样地调查结果表明：基带典型植被属于中亚热带山地常绿阔叶林；海拔1000米以上则为常绿、落叶阔叶混交林；山脊部为山顶矮林、乔木树种普遍矮化。据样地调查，其主要类型有：以铁杉属为主的针阔叶混交林（海拔1500米左右）；以原生型杉木林为主的暖性针叶林（海拔1220米）；以亮叶水青冈林为主的落叶阔叶林（海拔1400-1890米）；常绿、落叶阔叶林（海拔1000-1400米左右）如：地锦槭（多脉青冈是这个地带的顶极群落的主要群种）；常绿阔叶林（1000米以下）。

动物

八大公山国家级自然保护区有陆地脊椎动物21目64科237种，其中兽类8目20科45种、鸟类9目27科135种（留鸟97种、夏候鸟20种、冬候鸟18种）、爬行类2目10科39种（毒蛇3种）、两栖类2目7科18种；有昆虫22目177科4175种（其中新种34个、天敌昆虫12目58科411种）。

区内有国家重点保护和珍贵濒危动物15目28科86种，属国家一级保护的有金钱豹、云豹、林麝、白冠长尾雉、金雕等5种，二级保护的有猕猴、毛冠鹿、苏门羚、水鹿、大鲵、红腹角雉等51种，省重点保护的20种、八大公山保护区特有种12种。1991年联合国野生动物基金会专家从粪便、足迹上判断，认定保护区内有华南虎。

1990年，自然保护区管理处成立后，不仅物种种群稳定，自然演替和更新状态良好，且生物多样性程度明显提高。这充分说明了建立保护区并开展保护管理之后，实现了由“荒山到植被恢复”和“不稳定生境类型”向“稳定性生境类型”转变的过程，从而提高了生物物种生境质量，维持了整个森林生态系统的良性循环。

基础设施

管理处成立以来，先后实施了八大公山自然保护区一、二期基本建设工程。共完成固定资产投资1046万元，修建3个管理站，1栋办公楼和1栋接待站，房屋建筑面积达6700㎡；架设输电线路60公里；修筑林区公路50公里；购置车辆、对讲机、灭火器具等巡护和防火设备；修建防火线路80公里，护林便道85公里；改造低压线路56公里；修建防火瞭望台4座；埋设保护区界桩、界牌187个。

基础科研

八大公山自然保护区管理处成立以来，物种名录所记载的物种比1981年调查时增加了2320种，其中种子植物593种，脊椎动物166种，昆虫668种，蕨类植物507种、真菌386种。在物种名录更新方面，植物新增加湖南新记录种59种；昆虫发现新种62种，发现新属1，新增中国新记录种33种，真菌新增湖南省新记录种38种。已基本弄清了八大公山国家自然保护区国家重点保护物种共有153种。其中国家重点保护植物99种，国家重点保护动物54种。国家一级保护动植物分别为5种。

项目建设

实施林业持续发展、公益林保护、标本制作等项目。林业持续项目不仅为自然保护区提供了大量资金支援，还在培养专业人才、提高保护区保护管理能力和改善社区关系方面产生了积极影响，对加速保护区的建设进程有着十分重要的现实和历史意义。公益林保护项目实施后，林区林农收入得到增加，森林得到有效保护，生态环境明显改善。标本制作项目的实施，进一步提高我区标本制作水平和科研能力，为我区今后科研监测工作奠定了坚实的基础。

宣传教育

建区之初，保护区边界纠纷不断，乱采滥挖，乱捕滥猎，乱砍滥伐现象十分严重。管理处借助林业持续发展，大力开展社区项目活动，使周边社区的居民在获取一定利益的同时，接受到了生物多样性保护知识的教育。通过广泛宣传，还得到了县委县政府对保护区建设工作的极大支持和重视。2007年，建立了保护区网站，为扩大知名度，宣传保护区发挥了重要作用。

地貌景观

八大峰高耸，层峦叠嶂，幽谷深澈，海拔千米以上的高峰多达351座，最高海拔1890.4米，最低海拔395米，相对高差之大，足见山体之雄伟。从山脚向上眺望，一座座山峰高耸云端，参差迭宕，如黛似烟。漫步林中，鬼斧神凿的“一线天”和“狮子岩”、造型逼真的“棋盘岩”等叫人凝神驻足，流连忘返。区内群山起伏，奇峰突起，40多条山脉纵横交错，599座山峰星罗棋布，山体切割强烈，神奇的造山运动使有的山头尖如利刃，有的弯如牛角，有的直如笔杆，有的形如牛鞭。还有地下溶洞的岩景雄伟壮观，拟人拟物，形态逼真，天工巧夺，鬼斧神工令人称奇。

水文景观

八大公山自然保护区是澧水、娄水和以及湖北清江水系的发源地，区内溪沟纵横，有大小溪沟352条，多样的地形地貌使区内水域景观丰富多姿。瀑布是八大公山一道亮丽的风景线，情人瀑、彩虹瀑、乌龙瀑等521个瀑布点缀在万绿丛中，使八大公山迷人的景色更是增辉添彩。

人文景观

八大公山保护区人文旅游资源，主要分布在土家族、白族、苗族、回族、壮族等少数民族聚居区内。此区域内的各民族原住民和睦相处，耕耘劳作，在长期的生息繁衍中形成了各自独具特色的生活方式和民族风情，至今还保留了一部分传统文化和民族风情，如哭嫁、跳丧舞、摆手舞、对山歌、三棒鼓、月办节、打溜子、九节鞭，还有以吊脚楼为典型代表的民族建筑，这些足以构成一部崭新的民族风情宝典。大革命时期，这里曾是老一辈无产阶级革命家贺龙、肖克、王震、廖汉生、贺锦斋等革命先辈浴血奋战的地方。贺龙元帅两把菜刀闹革命，毛垭城堡，江西坎剿匪等纪念地旧址尚存。

八大公山保护区被国内外专家学者誉为“天然博物馆”和“物种基因库”，是亚热带地区保存最完整、面积最大常绿落叶阔叶混交林原生性林区之一。区内有国家保护物种153种，其中国家一、二级保护植物珙桐、钟萼木等23种，有特有植物10种30科，朱兰、石蔸兰等45种被列入《濒危野生动植物物种国际贸易公约》，是桑植椴、桑植大节竹等7种植物新种的模式标本产地；有国家一、二级保护动物云豹、黑熊等40余种，有动物特有种尾突角蟾、桑植角蟾、桑植蛙、华西雨蛙武陵亚种等12种。八大公山保护区1993年被纳入“中国人与生物圈网络”；被《中国生物多样性保护行动计划》列为中国生物多样性优先保护生态系统名录；由联合国环境规划署资助完成的《中国生物多样性国情研究报告》将其列为我国具有全球意义的17个生物多样性关键地区之一；被世界自然基金会列为全球200个重要生态地区之一；在《中国生物多样性现状及其保护对策》中列为“具有国际意义的陆地生物多样性关键地区”；是国家级科技攻关课题“我国亚热带森林生态系统生物多样性保护技术研究”基地；还是芬兰赫尔辛基大学的教学实习基地和全球环境基金赠款实施的“林业持续发展项目”区之一。

1986年经国务院批准为我国首批“国家级自然保护区”，也是湖南省第一个、张家界市唯一一个国家级自然保护区。保护区的建立，对研究亚热带森林发生发展规律和保护珍稀濒危动植物具重要的科学价值。

2023年7月，被授予“世界最佳自然保护地”称号。