O conjunto orográfico da Serra do Caraça constitui o penúltimo contraforte meridional da Cordilheira do Espinhaço e situa-se a leste do Quadrilátero Ferrífero de Minas Gerais. Seu ponto culminante, que é também a maior elevação da região, é o Pico do sol, com 2072 m de altitude, sendo sua cota mais baixa de 750 metros, no vale do Córrego do Engenho (Fazenda do Engenho).
Devido a sua localização geográfica (altitude, clima, relevo, etc.), a Reserva do Caraça apresenta em seu território três tipologias vegetais: a Mata Atlântica de Interior, o Cerrado e os Campos de Altitude, com tipo de vegetação predominante a partir dos 1300m de altitude.
O clima caracteriza-se pelo predomínio de temperaturas amenas durante o ano, com médias anuais que variam em torno de 15°C.
O principal rio da Reserva é o Ribeirão Caraça, sendo seus principais afluentes os córregos que descem do Tanque São Luís, Capelinha, Cascatinha, Bocaina, Pico da Verruguinha, Pico da Canjerana, Tanque Grande, Cascudos e Taboões. Depois da Cascatona, são seus afluentes os Córregos da Chácara de Santa Rita, do Buraco da Boiada e do Engenho. Depois da Portaria do Santuário, recebe, pela direita, o Córrego Brumadinho e, pela esquerda, o Rio da Conceição em Brumal e o córrego São João em São Bento. Toma, então, o nome de Rio Santa Bárbara e forma represas como a do PETI – CEMIG, para depois engrossar o Rio Piracicaba e, mais adiante, desaguar no Rio Doce, para finalmente chegar ao mar. Ademais, todos os cursos d’água que drenam a Reserva do Caraça são de classe especial, pois todas as nascentes estão no alto da Serra, por cujo motivo não recebem nenhum tipo de dejeto.
Todas as pesquisas científicas realizadas e aquelas que estão em andamento na área da Reserva comprovam o valor excepcional da biodiversidade caracence, que abriga um bom número de espécies endêmicas e ameaçadas de extinção.
Atualmente, o quadro de espécies da RPPN – Santuário do Caraça apresenta:
FLORA:
180 espécies de pteridófitas; mais de 1400 espécies de fanerógamas, sendo as famílias mais ricas as orquidáceas, bromeliáceas, eriocauláceas, rubiáceas, mirtáceas, melastomatáceas; 12 espécies estão na lista oficial de plantas ameaçadas de extinção em Minas Gerais; dentre as 202 espécies de orquídeas, 9 estão ameaçadas no Estado.
FAUNA:
Aves
339 espécies de aves, sendo que 71 espécies são endêmicas da Mata Atlântica, 4 são endêmicas do Cerrado e 4 são endêmicas dos topos de montanha do Sudeste do Brasil.
Aves ameaçadas globalmente: 2 vulneráveis (capacetinho-do-oco-do-pau, Poospiza cinerea, e cigarra-verdadeira,Sporophila falcirostris) e 2 em perigo (águia cinzenta, Harpyaliaetus coronatus, e macuquinho-da-várzea, Scytalopus iraiensis); 3 ameaçadas em nível nacional: águia-cinzenta (vulnerável), macuquinho-da-várzea (em perigo) e cigarra-verdadeira (vulnerável); 15 ameaçadas de extinção em Minas Gerais: jacuaçu (Penelope obscura), uru (Odontophorus capueira), tesourinha-da-mata (Phibalura flavirostris), tropeiro-da-serra (Lipaugus lanioides), pavó (Pyroderus scutatus), chibante (Laniisoma elegans), capacetinho-do-oco-do-pau, canário-da-terra-verdadeiro (Sicalis flaveola) (na categoria de vulnerável), gavião-pombo-grande (Leucopternis polionotus), águia-cinzenta, gavião-pega-macaco (Spizaetus tyrannus), gavião-de-penacho (Spizaetus ornatus), pica-pau-rei (Campephilus robustus), cigarra-verdadeira (em perigo) e falcão-de-peito-laranja (Falco deiroleucus) (criticamente em perigo).
Mamíferos
66 espécies de mamíferos, dentre as quais se destaca o lobo-guará, como espécie-bandeira da RPPN – Santuário do Caraça; 10 espécies de mamíferos ameaçados: 1) Anta, Tapirus terrestris (criticamente em perigo); 2) Guigó ou sauá,Callicebus nigrifrons (vulnerável); 3) Lobo-guará, Chrysocyon brachyurus (vulnerável); 4) Tamanduá-mirim,Tamandua tetradactyla (em perigo); 5) Tamanduá-bandeira, Myrmecophaga tridactila (em perigo); 6) Tatu-do-rabo-mole, Cabassous unicinctus (vulnerável); 7) Lontra, Lontra longicaudis (vulnerável); 8) Jaguatirica, Leopardus pardalis(criticamente em perigo); 9) Onça-parda, Puma concolor (criticamente em perigo); 10) Cateto, Pecari tajacu (em perigo).