La Riserva Naturale riunisce ambienti naturali dalla bellezza incontaminata ed importanti testimonianze della presenza e delle tradizionali attività dell'uomo. Si estende su 1867 ettari a cavallo dello spartiacque appenninico.
Vi si accede da Cantagallo, che dispone di un Centro Visite (via Napoleone da Cantagallo, 7) attrezzato per il turismo ambientale o da Cascina di Spedaletto che dispone anch’esso di un Centro Visite.
L'area è coperta da fitti boschi di faggi e castagni, intercalati a nuclei di conifere ed estese praterie con numerose piante monumentali (fra cui spiccano il "Faggione di Luogomano" e il "Brandiglianone" di Cave).
Il territorio della Riserva è solcato da numerosi ruscelli e torrenti, due dei quali, il Fosso delle Barbe e il Fosso del Trogola, danno vita al fiume Bisenzio. Questi corsi d'acqua, data la loro integrità da fenomeni d'inquinamento, sono ricchi di specie di rilevante interesse naturalistico fra cui anfibi (salamandra pezzata e salamandrina dagli occhiali) e pesci. Importante anche la presenza di cervi.