В сентябре 2011 года правительствами Российской Федерации и Республики Казахстан было подписано Межправительственное соглашение о создании трансграничного резервата «Алтай», территориально включающего Катон-Карагайский государственный национальный парк и государственный природный биосферный заповедник «Катунский». В сентябре 2012 года Федеральное министерство окружающей среды, охраны природы, строительства и ядерной безопасности (BMUB) Германии начало свою поддержку в создании двустороннего трансграничного биосферного резервата, который представляет собой первый шаг на пути к более широкому региональному сотрудничеству. Правительства Республики Казахстан и Российской Федерации договорились о проведении международного проекта «Разработка плана управления для проектируемого Трансграничного биосферного резервата «Большой Алтай»». Для того, чтобы разработать совместный план управления и номинационные документы в ЮНЕСКО, этот международный проект был начат в сентябре 2012 года при финансовой поддержке со стороны Германии. Центр эконики и управления экосистем в интересах устойчивого развития Университета Эберсвальде(Германия) получил мандат BMUB реализовать проект, под наблюдением немецкого Федерального ведомства по охране природы (BfN) и немецким Федеральным агентством по окружающей среде (UBA). На начальном этапе проекта была создана Казахстанко-Российская смешанная комиссия по реализации межправительственного соглашения о создании трансграничного резервата «Алтай» для выполнения этого соглашения, первое заседание комиссии состоялось в ноябре 2013 года.
Предполагается, что создание Трансграничного биосферного резервата «Большой Алтай» улучшит отношения между местным населением и их средой проживания в целях обеспечения устойчивого использования природных ресурсов. Инициатива направлена на укрепление трансграничного сотрудничества для более эффективного сохранения биоразнообразия в контексте крупной экосистемы, которая выходит далеко за пределы административных границ государств, а также на устойчивое развитие этого удаленного региона. Помимо этого, трансграничный резерват учитывает различные угрозы, которые оказывают воздействие как на экологические, так и на социальные системы.
Важной вехой стало создание в 2000 году Катунского биосферного резервата (Российская Федерация), в состав которого вошли Государственный природный заповедник5 «Катунский» и в июле 2014 года биосферного резервата ЮНЕСКО «Катон-Карагайский» на базе Катон-Карагайского государственного национального природного парка.
ТБР «Большой Алтай» расположен в центре Евразии на юге Сибири и включает в себя удаленные участки гор Алтая. В Республике Казахстан он находится в Восточно-Казахстанской области, простирается на большей части Катон-Карагайского района и достигает Зыряновского и Курчумского районов. В Российской Федерации ТБР «Большой Алтай» простирается в южной части Республики Алтай, в границах Усть‐Коксинского района.
В состав ТБР «Большой Алтай» входят два существующих биосферных резервата: Катунский и Катон-Карагай.
Трансграничный биосферный резерват «Большой Алтай» занимает общую площадь 1,543,807 га (15,438 км²), из которых 956,890 га (9,569 км²) расположены в Восточно-Казахстанской области (Республика Казахстан) и 586,920 га (5,869 км²) в Республике Алтай (Российская Федерация). Протяженность общей границы между Республикой Казахстан и Российской Федерацией в пределах ТБР "Большой Алтай" составляет 135 км.