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自然保护区以碧塔海为中心，东、南、北三面与中甸县洛吉乡相邻，西部与大中甸乡接壤，南北长约60公里，东西宽约14公里，总面积1418公顷。保护区内海拔最高点为“弥里塘”，海拔4159.1米，最低点为洛吉乡的“河岔沟”，海拔3180米。
保护区属亚温带气候，秋冬长而春夏短。年平均气温5.4℃，最热月份（7月）月均气温13.2℃，最冷月（1月）月均气温-3.8℃。
保护区内的植被以长苞冷杉为主，其次，根据不同的海拔及阴阳坡，分布着杜鹃、箭竹、苔藓、忍冬、云杉、高山松、高山栎、短刺栎、红杉、红桦、山杨、白桦等，从草甸和水生植物上看，主要为蒿草草甸，水生植被主要为香满群落、光叶眼子菜群落、狐尾群落、梅花藻群落等。