位于中国云南省西双版纳傣族自治州景洪、勐海、勐腊三县镜内，北纬21°～22°30′、东经99°55′～105°50′，是一个以热带森林生态系统和珍稀动物野象、野牛、鼷鹿、孔雀、犀鸟等为主要保护对象的国家级自然保护区。它是由小勐养、勐腊、勐仑和大勐龙自然保护区于1981年经调整合并而成。面积20万公顷，分五片建立保护站进行管理。

西双版纳地势北高南低，澜沧江纵贯其中，其支流遍及全境。境内地貌为间山盆地，主要山脉为横断山南延部分，哀牢山系由西北向东南迭裂，大部分海拔500～1200米之间，相对高度300～500米左右，少数山峰超过1500米。本区地处热带北部边缘，北有云贵高原屏障寒流，南受印度洋、太平洋季风影响，形成温暖湿润、静风的热带季风气候。年平均温度20～22℃，最冷月均温为15℃左右，大部分地区终年无霜雪；年降水量1200～1800毫米，80%集中于雨季（5～9月）；夏热多雨、冬晴多雾，一年中干湿分明，四季不显。热带森林遍布全州各地，森林覆盖率高达30%以上。自然保护区位于原始森林保存最良好的地段。保护区内的大多数地方森林连绵，树木高大挺拔，种类繁多，千姿百态。加之山峦重叠，沟谷纵横，溪流蜿蜒密布，风景优美，景观独特。由于地形复杂多变，形成各种小区气候环境，植被类型复杂多样：在海拔800米以下的低山、丘陵和台地上，分布着以箭毒木、龙果为标志的热带季节性雨林：在水湿条件较好的沟谷地区，分布着以番龙眼、千果榄仁为标志的湿性季节性雨林，局部地区分布有以龙脑香料的望天树和版纳青梅为优势的热带雨林群落；在石灰岩山地河谷则为石灰山季节性雨林，以光叶白颜树为主要上层树种；在海拔800～1000米的低中山水湿条件较好的地段，有山地雨林分布，但面积较小，分布不连续；在海拔1000～1500米的广大山地则以刺栲、印度栲、红木荷等为主要组成树种的季风常绿阔叶林；少数山顶有片状思茅松林分布。植被的垂直带谱明显。

保护区已知高等植物3500多种，分属244科1250多属，列为国家重点保护的珍稀树种占全国的1/4。在野生植物资源中，有药用植物500多种，如可用于抗癌的美登木、裸实、嘉兰和新发掘的南药血竭、砂仁、毕拨、千年健等；油料植物、用材树种和香料、纤维、树胶植物各100多种，如种仁含食用油高达70%的油瓜和用于机械低温抗凝的重要油脂植物的几种贺德木，速生珍贵用材树种如团花、顶果木以及清香木、黑黄檀、红椿、山桂花、滇石梓、野荔枝、毛麻楝和中国盛产于此地的龙脑香、望天树和版纳寿梅等；竹类50多种。这个地区没有受冰川的直接影响，至今还保存着某些古老生物种类（如树蕨、鸡毛松、竹柏、滇南木莲和老挝天料木等）有重要的科研价值。此外，保护区内还有众多的野生类型和近缘种，较重要的有野稻、薏苡、野荔枝、毛荔枝、野柑橘、野黄瓜、野果、白榄、野茶树、野砂仁、野香蕉、野芭蕉等近百种，对研究栽培植物的起源和培育新的品种有重要意义。

保护区内林木茂密，藤萝攀缠，隐蔽条件良好，食料丰富，为野生动物生活、繁衍提供了理想的场所。全区计有陆栖脊椎动物539种，其中鸟类和兽类分别占全中国鸟兽种类的1/3和1/4，是中国大陆动物区系中最丰富的地区之一。在这些动物中，属国家一类保护的动物有亚洲象、野牛、白眉长臂猿、南亚虎、蜂猴、豹、云豹、鬣羚等8种；属国家二、三类保护的动物有鼷鹿、菲氏猴、黑叶猴、金猫、水鹿、猕猴、穿山甲、孔雀雉、灵猫、熊狸、白鹇、原鸡、巨蜥、蟒蛇等20多种；中国仅产于西双版纳的动物有白眉长臂猿、鼷鹿、棕颈犀鸟、白喉犀鸟、孔雀雉等，亚洲象在中国分布也仅限于云南省南部，而集中分布在西双版纳保护区内，种群数量不下200头。