保护区地处努鲁儿虎山脉南麓，由东北向西南沿努鲁儿虎山绵延 22 公里 ，北部与内蒙古敖汉旗接壤，东部与朝阳北票市相连。地形属中低山区，最高峰平顶山海拔 1123 米 ，平均海拔 600 米 以上；属温带半湿润大陆性气候，具有小气候的多样性和复杂性；常年水流不断的河流三条，发源于此的季节性河流四条；土壤为棕色森林土和褐土两类。保护区内森林覆盖率达75.4%以上。由于保护区特殊的地理位置，丰富的水资源，多样的气候特点，起伏的地貌等为众多的野生动植物的生存和繁衍提供了良好条件。努鲁儿虎山自然保护区植被丰富，有4个植被型、10个群系、21个群丛组。山地阳坡分布 3200 公顷 天然山杏林，在华北与东北地区十分罕见。该保护区有维管束植物97科412属1015种，代表建群种有油松、蒙古栎、山杨等；在动物资源方面，有脊椎动物5纲27目69科354种，其中兽类6目15科37种；鸟类15目43科共266种，其中水禽80多种，候鸟120种；爬行类3目4科14种；两栖类1目1科5种；鱼类2目4科32种。另外，还有昆虫11目78科506种。努鲁儿虎山保护区是大凌河的重要水源涵养区，是辽西水土流失严重地区保存下来最完整的天然林区，是辽蒙交界处的一座天然绿岛。完整的森林生态系统构成了良好的生态屏障，有效地阻挡了来自西北的寒冷气流袭掠和科尔沁沙地南侵，对确保辽宁西部、内蒙古东部和京津外围地带生态安全具有重要意义。