地理位置
保护区位于贵州省东南部苗岭山地的雷公山，跨雷山、台江、剑河、榕江四县。自然环境
保护区为微弱切割的台状中山、中等切割的波状中山和强烈切割的脊状中低山和低山。山地坡度较陡。雨量充沛，降水日、云雾日较多，日照少。年均温随海拔高度而不同，山麓为14～16℃，山腰为11.7℃，山顶为9.2℃，年均温14.3℃，无霜期230天以上。有结冰现象，结冰期约20天。年降水量为1400～1600毫米，多集中4～9月。保护区为黔东南地区的重要水源区，有数十条溪流由此流出，汇集成巴拉河、五迷河、太拥河、平江河、排调河等，成为清水江、都柳河的主要支流，也是长江水系和珠江水系的重要分水岭。植物资源
保护区种子植物有137科349属592种。其中木本植物有69科166属283种，占种子植物的48%森林植物区系特点有：（1）区系种类组成丰富，种子植物占全省的12.2%，裸子植物占41.6%；
（2）起源古老，主要保护对象秃杉就是第三纪子遗植物，被子植物原始类群多心皮的木兰科雷公山有5属10种。
（3）雷公山有中国特有的单种属和少种属48种。
（4）地理成分复杂，以热带——温带成分为主。
地带性植被为常绿阔叶林。植被垂直分异分明：海拔1300～1400米以下为常绿阔叶林，组成复杂多样，主要有甜槠林、甜槠——银木荷林；海拔1400～2100米为常绿落叶阔叶混交林，主要为贵州石栎——中华槭林、多脉青冈；海拔2100米以上为杜鹃——箭竹灌丛。
保护区有国家保护植物19种，一级有秃杉；二级有鹅掌楸、钟萼木、十齿花、香果树、福建柏、马尾松、水青冈；三级有翠柏、凹叶厚朴、白辛树、长苞铁杉、穗花杉、闽楠、金钱槭、红花木莲、半枫荷、银鹊树等。优良用材树种如杉木、秃杉、光皮桦。药用植物厚朴、竹节三七、天麻等。
秃杉林仅分布我国鄂西南的利川，滇中北的高黎贡山、兰坪和雷公山保护区。多分散于其他林中或呈零星小片状。秃杉是我国珍贵速生用材树种，是适于亚热带山地生长的一种天然针叶林，属国家一级保护植物。保护区秃杉林有35片，分布于雷公山东南坡海拔800～1300米的沟谷两侧。最大的一片2公顷，胸径10厘米以上的约有5000多株。保护区是树种遗传资源的一个原地保存点。
动物资源
保护区陆栖脊椎动物有20目、50科、224种。其中兽类7目、1科34种；鸟类11目25科、112种；两栖类2目、8科22种；爬行类56种；鱼类有4目、10科、29种；昆虫有18目、80科600多种。保护区低海拔地区由于人类活动频繁，对森林植被破坏较严重，因此，野生动物除燕、雀、乌雅外很难见到其他种类。1400米以上有鸟、兽活动的踪迹。鱼类中鲤科鱼类占鱼类总数的62%。
国家级保护动物有华南虎、金钱豹、林麝、猕猴、短尾猴、大灵猫、小灵猫、穿山甲、白鹇、红腹锦鸡、大鲵等。