广东乳源大峡谷省级自然保护区于1991年建立,2002年被定为省级自然保护区。该保护区总面积3673公顷,主要保护对象为南亚热带常绿阔叶林及其珍稀动植物。
保护区内有维管束植物159科348属590余种,加上苔藓植物,生长在保护区内的高等植物有800种以上,其中蕨类植物近300种。国家二级保护树种桫椤在保护区内呈群落大面积分布。
保护区内有国家珍稀保护动物13种,其中国家一级保护动物有熊猴、云豹、瑶山鳄蜥、蟒、黄腹角雉等6种;二级保护动物有水鹿、斑羚、猫头鹰、穿山甲、虎纹蛙、大鲵和白鹇7种。2008年,还发现了最早诞生于十几亿年前的世界级极危水生动物桃花水母。國家一级保护动物华南虎、熊猴、云豹、白鹇、瑶山鳄蜥等在该区内也均曾出现。