诺敏自然保护区位于诺敏河上游南侧，北部靠克一镇，东部与托扎敏乡、宜里镇为邻，以赛浪格古达山为界，南与诺敏镇接壤，西部与牙克石市、乌尔旗汗林业局兴安农场以古利牙山为界。

属大兴安岭中山山地，地势南高北低，山脊海拔在500～1300米之间，相对高度在200～400米左右，最高峰1322米。总面积148770公顷，是原始森林区。区内有诺敏河支流牛而坑河从中间流过。南部边缘是温库图河发源地，有茂密的森林和美丽的草原，十几条小溪环绕着保护区，自然环境优越。木本和草本植物丰富，为野生动物提供了良好的生存环境。自然保护区又是天然的风景区，可供游人游览观光。

保护区的北界河诺敏河在保护区内形成密集的河流网，其支流东、西斯木科河和牛日坑河为区内较大的河流。

保护区内植物主要属达乌里亚区系，植物群落以森林为主，森林覆盖率达74.2%，是大兴安岭主要的原始林景观区之一。林下以杜鹃、榛子、胡枝子、蔷薇、绣线菊、刺梅果、珍珠梅、悬钩子、柳条为主，地被植物则以越桔、杜香、沙草、山黧豆、沙参、地榆、柳叶菜为主。林型主要有落叶松——草类林、落叶松——杜鹃林、落叶松——柞树林、落叶松——溪旁林等。

本区内有国家保护的珍贵动物驼鹿、马鹿、猞猁、貂熊、丹顶鹤、鸳鸯、水獭、紫貂、麝等，约占全国保护动物种类的20%左右。此外，大兴安岭主要动物种类在本区也有分布。