武陵源位於湖南省西北部武陵源山脈中段桑植縣、慈利縣交界處，隸屬張家界市。由各具特色的四大風景區組成，分別是張家界國家森林公園和國家地質公園、索溪峪、天子山、楊家界三個自然保護區。總麵積390.8平方公裏，中心景區麵積264平方公裏，外圍保護地帶麵積126.8平方公裏。
武陵源風景區有比較原始的生態係統，3000多座形狀奇異的山峰，800多條溝穀，還有變幻的雲海、神秘的溶洞、奔瀉的瀑布，集中國名山的雄、奇、險、秀、幽、野於一身，有“天下奇峰歸武陵”的美譽。由於造化之功，武陵源既有濃鬱的浪漫情調，又富有神秘色彩。峰石參差，溝壑縱橫，岫巒飛動，形成錯落有致、高低有序、層次豐富的風景空間序列，呈現出跌宕動感的節奏和韻律。在群峰中以天子山、黃獅寨等高台地為中心，形成“百鳥朝鳳”、“眾星拱月”之勢。如從索溪峪經植物園、回音壁、南天門至天子山，一路峰峰挺秀，石石標新，美不勝收。登上天子山高台之後，豁然開朗，近峰遠岫飽覽無遺，雲煙霞輝，盡收眼底，令人心曠神怡。
每當雨過轉晴或陰雨連綿的天氣，幽幽山穀中生出了雲煙，雲霧縹緲在層巒疊嶂間，雲海時濃時淡，石峰時隱時現，景象變幻萬千。霧，使晴日下堅硬的山峰變得妖嬈、飄逸和神秘。觀霧的最好季節是夏季，天子山是賞霧的最佳去處，也是攝影家常常涉足的地方。
這裏的溶洞也很有特色，數量多，規模大。有名可數的就有黃龍洞、觀音洞、響水洞、龜棲洞、飛雲洞、金螺洞……索溪峪的黃龍洞長7.5千米。洞分四層，洞內有1座水庫、2條河流、3掛瀑布、4處潭水、13個廳堂、96條廊。“冰淩鍾聲”、“翠竹夾道”、“龍宮起舞”都是黃龍洞的精華所在。
武陵源集山峻、峰奇、水秀、峽幽、洞美於一體，5000座岩峰千姿百態，聳立在溝壑深幽之中：800條溪流蜿蜒曲折，穿行於石林峽穀之間。這裏有甲天下的禦筆峰，別有洞天的寶峰湖，有“洞中乾坤大，地下別有天”的黃龍洞，還有高聳入雲的金鞭岩……無論是在黃獅寨攬勝、金鞭溪探幽，還是在神堂灣曆險、十裏書廊拾趣，或是在西海觀雲、砂刀溝賞景……都令人有美不勝收的陶醉，發出如詩如畫的讚歎。武陵源是“天然去雕飾”的人間仙境，也是資源豐富的綠色植物寶庫和野生動物樂園。這裏擁有成片的原始次生林，珙桐、銀杏、水杉、龍蝦花等奇花異卉漫山遍野，還有獼猴、靈貓、角雉、錦雞等珍禽異獸出沒其間……
武陵源因位於西部高原亞區與東部丘陵平原亞區的邊緣，東北接湖北，直達神農架等地，西南聯於黔東梵淨山，各地生物相互滲透，物種豐富，特別是這裏地形複雜，坡陡溝深，加上氣候溫和，雨量豐富，森林發育茂盛，給眾多物種的生存和繁衍提供了良好的環境條件。加之武陵源交通不便，人口稀少，受人為於擾較少，從而保存了豐富的生物資源，成為我國眾多孑遺植物和珍稀動植物集中分布地區。據考證，千百年來武陵源從未發生過較大的氣候異常、水土流失、岩體崩塌或森林病蟲害大發生等現象，證明武陵源保持了一個結構合理而完整的生態係統，具有極其重要的科研價值。
武陵源具有完整的生態係統和眾多的野生珍稀動植物物種資源，植被覆蓋率達到97%，保存了長江流域古代孑遺植物群落的原始風貌，有高達50米、胸徑近1.6米的古老銀杏樹，被稱為自然遺產中的活化石；還有伯樂樹、香果樹等珍奇樹種，區內植物垂直帶譜明顯，群落結構完整，生態係統平衡，屬中國植物區係的華中植物區，是該植物區的核心地帶，蘊藏著眾多的古老珍貴植物和中國特有植物資源。森林覆蓋率達88%。高等植物有3000餘種，在眾多的植物中，武陵鬆分布最廣，數量最多，形態最奇，有“武陵源裏三千峰，峰有十萬八千鬆”之譽。古樹是自然遺產中的“活文物”。武陵源的古樹名木具有古、大、珍、奇、多的特點。神堂灣、黑樅堖保存有完好的原始森林。張家界村一株銀杏古樹高達44米，胸徑為1.59米，被稱為自然遺產中的活化石。生長於腰子寨的珙桐，是國家一級保護珍貴樹木。這些植物種子資源，有著極高的科研價值，它們的生存環境、林相結構及其保護、保存等都是重大的研究課題。