Общая площадь территории БР Каратау составляет 151 792 га. На основную зону ядра (территория Каратауского государственного природного заповедника) приходится 34 300 га, буферная зона – 17 492 га (2-х км полоса по периметру государственного заповедника, территория кордонов и опытного участка), зона развития - около 100 000 га.
Основной зоной БР является строго охраняемая зона заповедного режима Каратауского государственного природного заповедника, которая представляет собой горный природный комплекс Западного Тянь-Шаня. Буферной зоной БР Каратау согласно законодательству РК является охранная зона заповедника, которая охватывает двух километровую полосу по периметру зоны ядра заповедника. Переходная зона (зона развития, сотрудничества) БР Каратау расположена на территории земель города туркестана и Кентау Южно-Казахстанской области. Общая площадь земель переходной зоны составляет примерно 100 000 га. Для привлечения соответствующего круга партнеров создан Координационный Совет БР Каратау, в который включены представители государственного природного заповедника, природопользователей, местных органов власти и общественных организаций. В настоящее время имеется План управления Каратауским государственным природным заповедником, который относится к управлению основной и буферной зоны БР. У природопользователей имеются свои менеджмент-планы, которые соотносятся с Планом управления заповедника. Вследствие этого простое объединение всех этих планов является по сути Общим Интегрированным Планом Управления всей территории БР. Все спорные вопросы решаются на заседаниях Координационного Совета БР.
В настоящее время основную научно-техническую поддержку на территории БР осуществляет штат государственного природного заповедника Каратауский. В рамках международного проекта ГЭФ/ПРООН «Сохранение биоразнообразия Западного Тянь-Шаня» (1998-2004) усилена материально-техническая база и проведены многочисленные обучающие семинары. Ежегодно администрацией БР Каратау проводятся различные фестивали и конкурсы (Марш парков, праздник птиц, конкурсы детского творчества и др.).
Биосферный резерват Каратау расположен в центральной части хребта Каратау, который является ответвлением северо–западных дуг Тянь–Шаня на территории Южно – Казахстанской области. Граничит с пустынями Муюнкум, Кызылкум, Бетпак-Дала. Площадь заповедника занимает 34300 га, на севере и северо-востоке граничит с Сузакским районом; на западе от границы Сузакского района до слияния рек Байылдыр и Тюетас, до гор Карагаштау; на юге от гор Карагаштау через реки Талдыбулак, Хантаги до границ Сузакского района; на востоке – вдоль Сузакского района. Хребет имеет ассиметричное строение. Юго-западный склон его широкий и сравнительно-пологий. Северо–восточный и северный склоны отличаются значительной крутизной. Наивысшая точка хребта – гора Мынжилки – верховья Бессаз с отметкой 2176 м. Склоны хребта расчленены глубокими долинами многочисленных рек и временными водотоками, имеющих почти всюду сезонный поверхностный сток. Сравнительно крупные реки – Байылдыр, Биресик, Хантаги, Талдыбулак. Ни одна из них не доносит свои воды до главной водной артерии реки Сырдарья, теряя сток у подножия склонов.
Протяженность территории заповедника в меридиональном направлении составляет - 28,3 км. (от 68о31′ до 68о50′ восточной долготы), в широтном направлении – 23,6 км. (от 43о36′ до 43о49′ северной широты) по системе координат.
Флора Каратау отличается повышенным содержанием эндемиков видового и подвидового уровня, насчитывающих 153 таксона или 9% от общего количества (1666 видов) (Камелин, 1990). Это явление объясняется относительной обособленностью от других горных систем Тянь-Шаня глубоким внедрением в равнинные пространства пустынной зоны на водоразделе бассейнов рек Чу, Сырдарьи и Таласа. Ботанико-географическое значение Сырдарьинского Каратау усиливается тем, что многие виды древне-средиземноморского генезиса, и образованные ими растительные сообщества фриганоидов, шибляка и полусаванн, находятся на крайнем северном пределе своего географического распространения. По Каратау имеет место сгущение северных границ ареалов многих представителей флоры Средней Азии и Казахстана. Особенности орографии и древность Каратауских гор способствовали формированию оригинальной флоры с наибольшим числом эндемичных и редких видов растений. Усиление антропогенного прессинга на территорию хребта привело к снижению доли биологического разнообразия. Можно констатировать, что под воздействием хозяйственного освоения территории естественные запасы и ареалы эндемичных и редких растений все больше сокращаются, а некоторые из них исчезают или находятся под угрозой исчезновения, разрушаются целые растительные ландшафты. Поэтому охрана генофонда редких, эндемичных и реликтовых видов, сохранившихся от древних геологических времен и проливающих свет на историю формирования растительности и флоры, имеет огромное научное значение.
Каратауский хребет является северным форпостом распространения древнесредиземноморских ландшафтов и обладает своеобразным набором естественных экосистем с особыми компонентами их флористико-фаунистического состава и ценотического разнообразия.
Только в Каратау представлена редкая и исчезающая популяция каратауского архара. В данное время в заповеднике встречаются представители млекопитающих 6 отрядов, 13 семейств, 15 родов и около 20 видов - это малый подковонос(Rhinolophus (R)hipposidero), остроухая ночница(Myotis blythi),волк(Canis(C) lupus),шакал(Canis(C)aureus),корсак(Vulpes (V) corsac),обыкновенная лисица(Vulpes (V) vulpes),каменная куница (Martes (M) Foina),горностай(Mustela erminea),степной хорек(Mustela (М) eversmanni),барсук(Meles Meles),степная кошка(Felis (F) libyca),индийский дикобраз(Hystrix (H) indica)еж ушастый(Erinaceus auritus),кабан(Sus scrofa),каратауский архар(Ovis ammonnigrimontana),лесная соня(Dryomys nitedula),желтый суслик(Citellus(C) fulvus), заяц–толай(Lepus tolai),из них каратауский архар, каменная куница, индийский дикобраз занесены в Красную книгу Республики Казахстан. Для эффективной охраны популяции каратауского архара проводятся ежегодные сезонные учеты его численности и работы по изучению динамики воспроизводства подвида в естественных условиях.
Орнитофауна содержит 118 видов. Из числа редких, ареал которых сокращается, и находятся под угрозой исчезновения 12 видов птиц занесены в Красную книгу Казахстана (1996г.): белый аист, черный аист, змееяд, орел-карлик, степной орел, беркут, бородач, стервятник, балабан, красавка, джек, филин.
В настоящее время на территории Каратауского государственного природного заповедника по итогам научно-исследовательских работ с 2004 по 2010 гг. выявлено 242 вида беспозвоночных животных. Из числа насекомых 6 видов является эндемиками Каратау и Средней Азии, 1 вид - реликтовым, 13 видов занесены в Красную Книгу Казахстана (2006).
По числу эндемичных видов Сырдарьинский Каратау занимает ведущее место во флоре Казахстана – более 153 видов. На территории созданного заповедника предположительно произрастает около 600-700 видов высших сосудистых растений, из которых по данным ученых 76 видов относятся к эндемам. Имеются научные сведения о 65 эндемах из центральной части Каратау, местонахождения некоторых из них в местах первичного сбора не были обнаружены. По результатам ботанических исследований к 2010 году на территории заповедника обнаружено местонахождение 90 редких растений, из которых 64 вида - это эндемичные растения и 36 включены в Красную книгу Казахстана (1981), 41 вид включен в список редких растений, утвержденных Постановлением Правительства Республики Казахстан от 31 октября 2006 года № 1034.
БР Каратау представляет собой чрезвычайно важный природный комплекс для сохранения биоразнообразия Западного Тянь-Шаня. Каратауский БР расположен в пределах Каратауской ботанико–географической провинции на ее Центрально – Каратауском округе, который состоит из двух районов – северный и южный (наиболее высокая точка г. Бессаз, 2167 м.). Основным критерием объединения этой территории в единую провинцию служит единообразный характер рельефа (низкогорно–среднегорный) и активное участие в строении растительного покрова эндемичных каратауских элементов (преимущественно фриганоидов – нагорных ксерофитов), составляющих основу петрофитного комплекса видов и активно участвующих в составе сообществ предгорно-пустынного, степного, саванноидного и кустарникового типов растительности.
На сегодняшний день в биосферном резервате проводятся работы по определению и стабилизированию полного заповедного режима, который должен являться высшей категорией особо охраняемых природных территорий, заключающейся в следующем:
- в определении охранной зоны водосборных бассейнов речных систем, которые являются основными источниками водоснабжения и ирригации в регионе;
- зрелищный низкогорно–среднегорный ландшафт имеет большой потенциал для развития различных форм экотуризма;
- осуществление строгой охраны естественных ландшафтов Центрального Каратау;
- флора высших сосудистых растений Каратауского хребта на всем протяжении (420 км) насчитывает 1710 видов и подвидов из 578 родов и 108 семейств. По числу эндемиков (153 видов, т. е. 9 % от общего флористического состава), Каратау занимает первое место среди всех среднеазиатских регионов.
- 96 видов, включены в Красную книгу, т. е. 26% от общего числа всех видов, выделенных для всей Республики;
- на территории заповедника выявлен 61 вид эндемичных растений и 52 вида включенных в Красную книгу;
- многие виды растений Каратау обладают полезными свойствами: кормовыми, декоративными, техническими и т.д. На первом месте по значимости стоят кормовые виды – Elitrigia trichophora, Hordeum bulbosum виды родов Astragalus, Oxytropis и т.д.
- из 57 лекарственных растений важны официальные – Hypeircum perforatum, H. scarbum, Inula macrophylla, традиционно использующиеся в народной медицине Arum korolkovii, виды родов Ephedra, Rosa, Euphorbia, Scutellaria, Mentha, Salvia и многие др.
- в красный список IUSN Каратауский архар внесен в категорию CR («критически угрожаемые»), малый подковонос (Rhinolophus hipposideros) – в категорию VU («уязвимые»), Корсак (Vulpes corsac) – в категорию DD («недостаток данных»), лесная соня (Dryomis nitedula) – в категорию LR («низкий риск исчезновения»);
- Из 26 видов млекопитающих, выбранных в качестве индикаторных для Западного Тянь-Шаня, в Каратауском регионе встречается 20. Из них в Красную Книгу Казахстана занесены три вида: каратауский архар, индийский дикобраз и каменная куница.
- Единственным эндемиком заповедника является Каратауский архар (Ovis ammon nigrimontana);
Из 296 видов птиц, отмеченных для Каратау, включая Чокпакский орнитологический стационар, во время экспедиционных работ по проекту встречено 139. Наибольшее разнообразие видов отмечено для Северного Каратау (72 вида), Боролдая (71), северной части Большого Каратау (62) и меньшее для Даубабинских гор (52), южных отрогов Большого Каратау (48) и Малого Каратау (43). В современных границах заповедника на сегодняшний день выявлено 118 видов, включая охранную зону. Из редких и исчезающих птиц, включенных в Красную Книгу РК (1996) в Каратауском БР зарегистрировано 12 видов.
На сегодняшний день из беспозвоночных животных выявлено 182 вида, 15 видов занесены в Красную Книгу СССР (1984 г.) и Красную Книгу Казахстана (2005, 2006 гг.). Из числа земноводных в Красную книгу занесена жаба Певцова, из числа пресмыкающихся – желтопузик.
