Общая протяженность границ заповедника около 270 км, из них 185 км в пределах Республики Башкортостан (РБ), 85 км - в пределах Челябинской области. На севере заповедник граничит с Катав-Ивановским лесничеством Челябинской области, на остальной части - с лесничествами РБ: на северо-востоке - с Тирлянским лесхозом, на востоке и юго-востоке - с Белорецким лесхозом, на западе и юго-западе - с Инзерским лесхозом. Часть границы заповедника (около 30 км) проходит по естественным рубежам - рекам Инзер и М. Инзер. 15-километровый участок - по железной дороге, остальная часть границ проходит по лесным квартальным просекам.
Заповедник расположен в центральной, наиболее высокой и орографически сложной части Южного Урала. Несколько хребтов - Машак, Зигальга, Нары, Кумардак и горный массив Ямантау образуют здесь самый высокий горный узел Южного Урала с наивысшей отметкой 1639 м над ур. м. Основные черты рельефа заповедника обусловлены его геологическим строением, решающая роль при этом принадлежит литологии. Положительные формы рельефа - хребты сложены устойчивыми к выветриванию породами, а отрицательные - межгорные депрессии, приурочены к выходам малоустойчивых пород.
На территории заповедника выявлено 698 видов высших растений, 226 видов мхов; 169 видов лишайников, 177 видов почвенных водорослей, 121 вид грибов. В составе выявленной флоры высших растений 4 вида плаунов, 6 – хвощей, 23 - папаротникообразных, 6 - голосеменных и 600 видов покрытосеменных растений. Среди высших растений 63 древесно-кустарниковых вида, в т.ч. 23 вида деревьев, 36 - кустарников, 17 - кустарничков, 3 - полукустарников и 6 видов полукустарничков.
В составе флоры заповедника 20 эндемиков Урала, среди которых высокогорные эндемики, произрастающие в горнотундровом и подгольцовом поясах: овсяница Игошиной, овсяница южноуральская, ясколка Крылова, качим уральский, анемонаструм пермский, родиола иремельская, ива уральская, соссюрея уральская, вейник уральский, ястребинка иремельская, ястребинка уральская, а также несколько видов манжеток; скальные эндемики: гвоздика иглолистная, минуарция Гельма, бороздоплодник многораздельный, жабрица Крылова, тимьян Талиева, пырей отогнутоостный, астрагал Клера; эндемики широколиственных лесов - чина Литвинова, цицербита уральская, короставник татарский.
57 видов являются реликтами минувших геологических эпох. 6 видов - доледниковые (плиоценовые) реликты - наперстянка крупноцветковая, герань Роберта, овсяница высокая, колокольчик крапиволистный, норичник Скополя, петров крест чешуйчатый. Более 50 видов - реликты ледникового периода, среди которых: лисохвост сизый, осока кавказская, лук косой, змеевик живородящий, гвоздика ползучая, ясколка малоцветковая, аконит дубравный, курильский чай, чина Гмелина, арктоус альпийский, проломник Лемана, сверция тупая, патриния сибирская, мытники мутовчатый и компактный.
Из видов сосудистых растений, выявленных на территории заповедника 8 видов занесены в Красную книги РФ, 62 - в республиканскую Красную книгу. Среди видов, включенных в Красную книгу РФ 5 видов орхидных - венерины башмачки настоящий Cypripedium calceolus и крупноцветковый С. macranthon, пыльцеголовник красный Cephalanthera rubra, ятрышник мужской Orchis mascula, неоттианта клобучковая Neottianthe cucullata, а также астрагал Клера Astragalus clerceanus из семейства бобовых и соссюрея уральская Saussurea uralensis из семейства сложноцветных.
На территории заповедника выявлено 169 видов лишайников, в т.ч. 3 вида, занесенные в Красную книгу РФ - лобария легочная Lobaria pulmonaria, уснея цветущая Usnea florida и тукнерария Лаурера Tuckneraria laureri.
В распределении растительных сообществ выражена высотная поясность, наиболее отчетливо она проявляется в центральном среднегорном районе, где представлены 3 пояса растительности - горнолесной (горнотаежный), подгольцовый и горнотундровый.
Леса покрывают 89% площади заповедника. Главными лесообразующими породами являются 4 вида хвойных и 10 видов лиственных деревьев, образующих коренные темнохвойные, широколиственно-темнохвойные, светлохвойные леса и производные березовые и осиновые леса.
Общая протяженность границ заповедника около 270 км, из них 185 км в пределах Республики Башкортостан (РБ), 85 км - в пределах Челябинской области. На севере заповедник граничит с Катав-Ивановским лесничеством Челябинской области, на остальной части - с лесничествами РБ: на северо-востоке - с Тирлянским лесхозом, на востоке и юго-востоке - с Белорецким лесхозом, на западе и юго-западе - с Инзерским лесхозом. Часть границы заповедника (около 30 км) проходит по естественным рубежам - рекам Инзер и М. Инзер. 15-километровый участок - по железной дороге, остальная часть границ проходит по лесным квартальным просекам.