位于广西东北部，地跨兴安、资源、龙胜3县，距桂林市122公里；海拔2141．5米，相对高度1862米，是广西最高山脉越城岭的主峰，因山形如猫而得名。整个保护区地势呈葫芦形，中部高，四周低。向东南倾斜。中部的八角田，南部的通大坪，西部的三十六包为山间盆地，其余都是山峦连绵的峰丛地带。海拔在2000米以上的山有猫儿山等10座，1000米以上的有戴云山、大竹山、鸡公山等68座。面积近2．67万公顷，其中划为国家保护区有7160多公顷。

猫儿山山体古老，地形复杂。气候温和，水源充足，土壤肥沃，植物种类繁多。随着海拔的增高，气温降低，自然形成不同类型植物的生长地带。海拔400～ 1200米为常绿阔叶林和常绿针阔叶人工林。海拔900 米以下主要呈亚热带喜暖种类及少数热带性较强的植物，如润楠属、毛桂、榆木、厚皮香，宛田红花油茶、酸枣。长蕊杜鹃和内岭杜鹃等；海拔900～1200米主要是亚热带常见植物，如乔木的罗浮栲，粤桂柯、银钟树、鹅掌楸、化香、青钱柳、山合欢等，以及草本的兴安梅花草、獐牙菜、西南马先蒿等，此外还有少数温带落叶树种如水青冈、雷公鹅耳枥等。海拔1200～1800米为落叶常绿阔叶混交林，多为亚热带和温带树种交杂区域，有桂南木莲、阔瓣白兰花、交让木、枫榆桂、铁椎烤、亮叶栎，兴安马银花、光皮桦、白灯笼、华中山柳、广东木瓜红等，此外还有一些温性针叶树种如长苞铁杉、广东五针松和江南油杉。1800～2000米为常绿阔叶林和常绿阔叶针叶混交林，如常见的亚热带耐寒植物和温性针叶阔叶植物，如假地枫皮、资源木姜、黔周、青岗栎、包果柯、华丽杜鹃、厚叶杜鹃、北汇杜鹃，美丽马醉木、山桂花和尖尾筱竹等， 2000米以上为山顶灌丛矮林，主要是一些温带植物，如蚝猪剌、西南山茶、灯笼树、少花灯笼树，心基杜鹃，猫儿山杜鹃、红果树、草地、观音竹以及丫蕊花、日本黎芦、琴叶飞莲、多星韭、吊兰龙胆等。

猫儿山植物区系中裸子植物有6科8属12种，占我国野生裸子植物的54．5 ％，占广西野生裸子植物的75％。其中南方铁杉、长苞铁杉和红豆杉等树龄均在两三百年以上。被子植物有10科37属106种。樟树起源于古南大陆， 在猫儿山中占优势。鹅掌楸是著名的第三纪残遗植物，也是木兰科中最有代表的原始种类，在猫儿山西北沟谷中保存有一定的数量。珍稀的品种还有木通科原始种类的代表猫儿屎，广西新纪录植物红叶木姜子、鸦椿卫矛、长蕊杜鹃、啮蚀状英莲、异叶败酱等 20 种。198l年后，尚发现资源木姜等10种，特有植物34属38种，如南方铁杉、长苞铁杉、广东五针松、红豆杉、黄连、金花猕猴桃、宜昌橙、南华木、青钱柳。马尾树和银钟树等。

猫儿山还有不少用途特殊、经济价值颇大的植物，如罗汉果、灵香草、毛竹、银杏、六峒茶、中华猕猴桃，以及天麻、三七、黄连等。珍贵动物也不少。

猫儿山又是漓江、资江、浔江广西三大河流的发源地。