Қаратау БР жалпы аумағы - 151 792 га. Негізгі аймағы (Қаратау мемлекеттік табиғи қорығының аумағы) 34 300 га, буферлік аймақ - 17 492 га (мемлекеттік қорықтың периметрі бойынша 2 км жолақ, кордондар мен эксперимент алаңы), даму аймағы - 100 000 га.
БР-нің негізгі аймағы - Батыс Тянь-Шаньның таулы табиғи кешені болып табылатын Қаратау мемлекеттік табиғи қорығының резервтік режимінің қатаң қорғалатын аймағы. Қазақстан Республикасының заңнамасына сәйкес, Қаратаудың БР буферлік аймағы - қорықтың буферлік аймағы, қорықтың негізгі аймағының периметрі бойымен екі шақырым жолақты қамтиды. Қаратау БР өтпелі аймағы (даму аймағы, ынтымақтастық) Оңтүстік Қазақстан облысының Түркістан және Кентау қалаларында орналасқан. Өтпелі аймақтың жалпы ауданы шамамен 100000 га құрайды. Тиісті серіктестер шеңберін тарту үшін БР Каратау үйлестіру кеңесі құрылды, оның құрамына мемлекеттік табиғи қорықтың өкілдері, табиғат пайдаланушылар, жергілікті билік органдары және қоғамдық ұйымдар кіреді. Қазіргі уақытта Қаратау мемлекеттік табиғи қорығын басқару жоспары бар, онда БР негізгі және буферлік аймақтарын басқаруға қатысты. Табиғат пайдаланушылардың қорықтың басқару жоспарына сәйкес келетін жеке басқару жоспарлары бар. Нәтижесінде, барлық осы жоспарлардың қарапайым үйлесімі іс жүзінде БР бүкіл аумағын басқарудың бас біріктірілген жоспары болып табылады. Барлық даулы мәселелер БР Үйлестіру Кеңесінің отырыстарында шешіледі.
Қазіргі уақытта БР аумағындағы негізгі ғылыми-техникалық қолдауды Қаратау мемлекеттік табиғи қорығы басқарады. ҒЭҚ/БҰҰДБ «Батыс Тянь-Шаньның биоалуантүрлілігін сақтау» халықаралық жобасы аясында (1998-2004 жж.) материалдық-техникалық база нығайтылып, көптеген оқыту семинарлары өткізілді. Қаратау әкімшілігі жыл сайын түрлі фестивальдер мен байқаулар өткізеді (саябақтар шеруі, құстар фестивалі, балалар шығармашылығының конкурстары және т.б.).
Қаратау биосфералық резерват Қаратау жотасының орталық бөлігінде орналасқан, ол Оңтүстік Қазақстан облысындағы Тянь-Шаньның солтүстік-батыс доғаларының негізі болып табылады. Мойынқұм, Қызылқұм, Бетпақ-Дала шөлдерімен шектеседі. Қорық ауданы 34 300 га құрайды, солтүстігінде және солтүстік-шығысында Созақ ауданымен шектеседі; батысында Созақ ауданының шекарасынан Байылдыр мен Түйетас өзендерінің қосылуына дейін, Қарағаштау тауларына дейін; оңтүстігінде Қарағаштау тауларынан Талдыбұлақ және Хантағы өзендерімен Созақ ауданының шекараларына дейін; шығыста - Созақ ауданының бойында. Жотаның құрылымы асимметриялық. Оның оңтүстік-батыс баурайы кең және салыстырмалы жазық. Солтүстік-шығыс және солтүстік беткейлері тік. Жотаның ең биік жері - Мыңжылқы тауы - Бессаздың 2176 м биіктіктегі жоғарғы ағысы. Жотаның беткейлері көптеген өзендердің терең аңғарларымен және мезгіл-мезгіл беткі ағындары бар уақытша ағындармен бөлінген. Салыстырмалы түрде үлкен өзендер: Байылдыр, Біресік, Хантағы, Талдыбұлақ. Ешқайсысы өз суларын Сырдария өзенінің негізгі ағысына жеткізбейді, баурайдың етегінде ағып кетеді.
Меридиандық бағыттағы қорық аумағының ұзындығы - 28,3 км. (68o31′ бастап 68o50′ шығыс бойлыққа дейін), ендік бағытта - 23,6 км (43o36′ -дан 43o49′ солтүстік ендікке дейін) координаттар жүйесіне сәйкес.
Қаратау флорасы түрлер мен түршелердің эндемикасының жоғарылауымен ерекшеленеді, олардың саны 153 таксон немесе жалпы санның (1666 түрі) 9% құрайды (Камелин, 1990). Бұл құбылыс Тянь-Шаньның басқа тау жүйелерінен салыстырмалы түрде оқшаулануымен, Шу, Сырдария және Талас өзендерінің суларындағы шөл зонасының жазық кеңістіктеріне терең енуімен түсіндіріледі. Сырдария Қаратауының ботаникалық және географиялық маңыздылығы ежелгі Жерорта теңізінің генезисінің көптеген түрлерінің және олар құрған фриганоидтардың, шибляктардың және жартылай саванналардың өсімдік қауымдастықтарының географиялық таралуының солтүстік шегінде болатындығымен жақсарады. Қаратауда Орталық Азия мен Қазақстан флорасының көптеген өкілдерінің солтүстік шекараларының қалыңдауы байқалады. Қаратау тауларының орографиясы мен ежелгі ерекшеліктері эндемиктік және сирек кездесетін өсімдік түрлерінің көпшілігімен өзіндік флораның қалыптасуына ықпал етті. Жоталарға антропогендік қысымның жоғарылауы биологиялық әртүрліліктің төмендеуіне әкелді. Аумақтың экономикалық дамуының әсерінен эндемиктік және сирек кездесетін өсімдіктердің табиғи қорықтары мен аудандары күн санап азайып келеді, ал олардың кейбіреулері жойылып немесе жойылып кету қаупі бар, өсімдіктердің барлық ландшафттары жойылуда деп айтуға болады. Сондықтан ежелгі геологиялық дәуірден сақталған және өсімдіктер мен флораның қалыптасу тарихына жарық түсіретін сирек кездесетін, эндемиктік және реликті түрлердің генофондын қорғау үлкен ғылыми мәнге ие.
Қаратау жотасы ежелгіжерортатеңізі ландшафттарының таралуының солтүстік бөлігі болып табылады, және олардың флористік-фаунистік құрамы мен ценоздық әртүрлілігінің ерекше компоненттері бар табиғи экожүйелер жиынтығы бар. Қаратау арқарының сирек кездесетін және құрып кету қаупі бар түрлері тек Қаратауда ғана кездеседі. Қазіргі уақытта қорықта сүтқоректілердің 6 отряды, 13 тұқымдасы, 15 туысс және 20-ға жуық түрі бар - бұл кішкентай тұмсығы сүйірленген жарқанат (Rhinolophus (R) hipposidero), сүйірқұлақты түн жарқанаты (Myotis blythi), қасқыр (Canis (C.) lupus), шүйебөрі (Canis (C.) aureus), қарсак (Vulpes (V.) corsac), кәдімгі түлкі (Vulpes (V.) vulpes), тас сусары (Martes (M.) foina), ақ тышқан (Mustela erminea), сасық күзен (Mustela (М.) eversmanni), борсық (Meles meles), дала мысығы (Felis (F.) libyca), үнді жайрасы (Hystrix (H.) indica), құлақты кірпі (Erinaceus auritus), қабан (Sus scrofa), қаратау арқары (Ovis ammonnigrimontana), орман қарақасы (Dryomys nitedula), сары сарышұнақ Citellus(C.) fulvus), құм қоян (Lepus tolai), оның ішінде Қаратау арқары, тас сусары және үнді жайрасы Қазақстан Республикасының Қызыл кітабына енгізілген. Қаратау арқарының популяциясын тиімді қорғау үшін оның санына жыл сайынғы маусымдық зерттеу жүргізіліп, табиғи жағдайда түршелердің көбею динамикасын зерттеу жұмыстары жүргізілуде.
Орнитофаунада 118 түрі бар. Сирек кездесетін түрлерінің саны азайып, жойылып кету қаупі төніп тұрған құстардың 12 түрі Қазақстанның Қызыл кітабына енгізілген (1996 ж.): ақ дегелек, қара дегелек, жыланшы қыран, бақалтақ қыран, дала қыраны, бүркіт, сақалтай, жұртшы, ителгі, ақбас тырна, жек дуадақ, үкі.
Қазіргі уақытта Қаратау мемлекеттік табиғи қорығының аумағында 2004 жылдан 2010 жылға дейінгі ғылыми-зерттеу жұмыстарының нәтижелері бойынша омыртқасыздардың 242 түрі анықталды. Жәндіктердің 6 түрі Қаратау мен Орта Азияға эндемиктік, 1 түрі реликті, 13 түрі Қазақстанның Қызыл кітабына енгізілген (2006).
Сырдария Қаратауы эндемиктік түрлердің саны бойынша Қазақстан флорасында жетекші орын алады - 153-тен астам түр бар. Құрылған қорықтың аумағында шамамен 600-700 жоғары тамырлы өсімдіктер кездеседі, олардың ішінде ғалымдардың айтуынша, 76 түрі эндемиктік болып табылады. Қаратаудың орталық бөлігіндегі 65 эндемика туралы ғылыми мәліметтер бар, олардың кейбіреулері бастапқы жинау орындарынан табылған жоқ. Ботаникалық зерттеулердің нәтижелері бойынша 2010 жылға дейін қорық аумағында 90 сирек кездесетін өсімдіктер анықталды, олардың 64 түрі эндемиктік өсімдіктер, 36 түрі Қазақстанның Қызыл кітабына енгізілген (1981), 41 түрі Қазақстан Республикасы Үкіметінің 2006 жылғы 31 қазандағы № 1034 қаулысымен бекітілген сирек өсімдіктер тізіміне енгізілген.
Қаратау Батыс Тянь-Шаньның биоалуантүрлілігін сақтау үшін өте маңызды табиғи кешен. Қаратау БР Каратау ботаникалық-географиялық провинциясының орталығында орналасқан - оның Орталық-Қаратау өңірі, солтүстік және оңтүстік екі ауданнан тұрады (ең биік жері - Бессаз, 2167 м). Бұл аумақты бір провинцияға біріктірудің негізгі критерийі рельефтің біркелкі табиғаты (аласа таулы-орта таулы) және эндемикалық Қаратау элементтерінің өсімдік жамылғысының құрылымына белсенді қатысу болып табылады (негізінен фриганоидтер - тау етегіндегі ксерофиттер), түрлердің петрофиттік кешенінің негізін құрайтын және тау етегіндегі шөл, дала, саванна және бұталы өсімдіктер қауымдастықтарының құрамына белсенді болып табылады.
Бүгінгі күні биосфералық резерватта ерекше қорғалатын табиғи аумақтардың ең жоғары санаты болуы керек толық қорғалатын режимді анықтау және тұрақтандыру жұмыстары жүргізілуде, ол мыналардан тұрады:
- аймақтағы сумен жабдықтау және суарудың негізгі көздері болып табылатын өзен жүйелерінің су жинау алаптарының буферлік аймағын анықтау кезінде;
- керемет аласа таулы-ортаңғы таулы ландшафт экотуризмнің әртүрлі нысандарын дамытуға үлкен мүмкіндіктерге ие;
- Орталық Қаратаудың табиғи ландшафтарын қатаң қорғауды жүзеге асыру;
- Қаратау жотасының бүкіл ұзындығы бойынша жоғары тамырлы өсімдіктерінің флорасы (420 км) 578 туыстан және 108 тұқымдасынан 1710 түр мен түршелерін қамтиды. Эндемиктік түрлердің саны бойынша (153 түрі, жалпы флористикалық құрамның 9%-ы) Қаратау бүкіл Орталық Азия аймақтарының ішінде бірінші орында.
- Қызыл кітапқа енгізілген 96 түр, яғни республика бойынша бөлінген барлық түрлердің 26%;
- Қорық аумағында эндемиктік өсімдіктердің 61 түрі және Қызыл кітапқа енген 52 түрі анықталды;
- Қаратау өсімдіктерінің көптеген түрлері пайдалы қасиеттері бар: жемшөп, сәндік, техникалық және т.б. Бірінші кезекте жемшөп түрлері маңызды болып табылады - Elitrigiatrichophora, Hordeumbulbosum,Astragalus, Oxytropis туысы түрлері және т.б.
- 57 дәрілік өсімдіктердің ресми маңыздылары - Hypeircum perforatum, H. scarbum, Inula macrophylla, дәстүрлі түрде халықтық медицинада қолданылатын Arum korolkovii, Ephedra, Rosa, Euphorbia, Scutellaria, Mentha, Salvia туыстары түрлері және басқалары.
- ХТҚО қызыл тізімінде Қаратау арқары CR санатына кіреді («қауіпті қауіп төніп тұрған»), тұмсығы сүйірленген кіші жарқанат (Rhinolophus hipposideros) - VU категориясында («осал»), қарсақ (Vulpes corsac) - DD санатына («мәліметтер жоқ»), орман қарақасы (Dryomis nitedula) - LR санатында («жойылу қаупі төмен»);
- Батыс Тянь-Шань үшін индикатор ретінде таңдалған 26 сүтқоректілердің 20-сы Қаратау аймағында кездеседі, олардың үш түрі Қазақстанның Қызыл кітабына енгізілген: Қаратау арқары, үнді жайрасы және тас сусары.
- Қорықтың жалғыз эндемигі - Қаратау арқары (Ovisammonnigrimontana);
Қаратау үшін тіркелген 296 құстың, оның ішінде «Шоқпақ» орнитологиялық станциясының 139-ы жоба бойынша экспедиция жұмыстары кезінде кездескен. Үлкен әртүрлілік Солтүстік Қаратау (72 түрі), Боролдай (71), Үлкен Қаратаудың солтүстік бөлігі (62) және Даубаба тауларында (52), Үлкен Қаратаудың (48) және Кіші Қаратаудың (43) оңтүстік бөлігінде байқалды. Қазіргі уақытта қорықтың қазіргі шекараларында, оның ішінде қорғалатын аймақта 118 түрі анықталды. Қазақстан Республикасының Қызыл кітабына енгізілген сирек кездесетін және құрып кету қаупі бар құстардың (1996) 12 түрі Қаратау БР-де тіркелген.
Бүгінгі таңда омыртқасыздардың 182 түрі анықталды, 15 түрі КСРО Қызыл кітабына (1984) және Қазақстанның Қызыл кітабына (2005, 2006) енген. Қосмекенділердің ішінен Певцов құрбақасы Қызыл кітапқа енгізілген, ал бауырымен жорғалаушылар арасында сары бауыр кесіртке.
