1965년 천연기념물로 지정되었다.
면적 173,744,122㎡. 이 지역은 태백산맥의 북부에 위치하고 있어서 북으로는 금강산을 거쳐 북한의 고원지대로 통하고, 남으로는 오대산·태백산을 거쳐 차령산맥·소백산맥과 연결된다. 이 보호구역은 1년 중 평균기온이 10℃를 넘지 못하는 저온지대에 속하며, 연강우량은 내설악이 1,000㎜ 내외, 외설악이 1,300㎜ 내외이다. 현재까지 조사된 이 산의 관속식물은 94과 392속 822종이다.
식물구계(植物區系:자연적으로 자라는 식물의 특징을 지역별로 분류한 각 구역)는 중일식물구계 중 온대아구(溫帶亞區)의 한국구에 속하므로 온대 중부의 대표적인 숲을 볼 수 있다. 신갈나무·당단풍나무 등의 낙엽활엽수림과 소나무·잣나무·분비나무 등의 상록침엽수와의 혼성림으로 되어 있는 곳이 대부분이다. 그러나 지역에 따라서는 단순림을 형성하기도 한다. 정상부일대에서 보이는 바람꽃·꽃쥐손이·대서호 등으로 구성된 고산식물군집은 지질시대의 기후변천에 따른 식물의 이동을 추정하게 하는 좋은 자료이기도 하다.
이곳은 지빵나무·눈잣나무·노랑만병초 등 북방분자의 남한지인 동시에 때죽나무·사람주나무·설설고사리 등 남방분자의 북한지이기도 하다.
중청봉과 대청봉 사이에 발달한 눈잣나무군, 50길폭포계곡의 서편, 쌍폭계곡의 서쪽, 천불동계곡의 양쪽, 대청봉 남쪽 등에 발달한 지빵나무군, 중청봉의 서쪽 해발 1,700m 고지에 발달한 왜소형 털진달래군, 대청봉의 서남쪽, 오색계곡의 북서면과 대청봉 정상에서 화채봉으로 갈리는 능선에서 보이는 눈향나무군, 고산지대에서 볼 수 있는 가라목군 등은 모두 귀중한 학술자원이다.
또, 금강초롱·금낭화가 여러 곳에 자생하고 있는 것도 주목되며, 설악조팝나무·찰피나무·큰꽃긴잎여로·세잎종덩굴·큰바리 등 특산식물이 산출되는 것도 특이하다.
설악산일대는 만주아구(滿洲亞區)에 속하지만 표범·산양 등 시베리아아구에 서식하는 동물들이 발견되며, 북방분자로 알려진 반달곰·까막딱따구리·잣까마귀·쇠솔새·흰배멧새 등과, 외눈이사촌나비·함경산뱀눈나비·후치령부전나비·꼬마까마귀부전나비·산부나비 등 북방계의 곤충들이 살고 있어서 주목된다. 보호구역내에 서식하는 어류는 동서의 차가 명백하다. 내설악에는 23종, 외설악에는 12종이 산출되는데, 양쪽의 공통종은 5종뿐이다.
내설악에서는 돌고기·버들치·쉬리·메기·꺽지·피라미·갈겨니 등 중국아지구의 대표적인 종들이 살고 있지만, 외설악에서는 이들을 볼 수 없고, 송어·연어·산천어·버들개 등 북방분자들이 살고 있어서 아무르아구계의 특색이 짙다. 특기할 만한 사실은 내설악에서 열목어와 금강모치가, 외설악에서 칠성장어와 미끈망둑이 산출되는 것이다. 또, 내설악에서만 물두꺼비가 산출되는 것도 주목할 만하다.
멸종위기에 처하여 있는 크낙새·사향노루·산양·까막딱따구리 등은 귀중한 학술자원이므로 특별한 보호가 요청된다. 이와 같이, 이 보호구역내에는 특별히 보호할 필요가 있는 지질·지형 및 동식물자원이 많이 있어서 천연기념물로 지정되었다.