Нуратинский государственный заповедник расположен в центральной части хр. Нуратау, площадь заповедника составляет 17752 га. Нуратинский заповедник был организован в 1975 г. с целью сохранения популяции редкого эндемичного подвида барана Северцова (Ovis ammon severtzovi), занесенного в Международную Красную книгу (МСОП) и Красную книгу Республики Узбекистан. А также для сохранения генетических разновидностей грецкого ореха и других окультуренных сортов фруктовых деревьев. Так как территория заповедника была признана одним из центров происхождения культурных растений в Средней Азии.

Хребет Нуратау состоит из двух параллельных цепей, протянувшихся на 250 км по правобережью р. Заравшан. Северные склоны хребта обращены к пустыне Кызылкум. Нуратау представляет собой сложную систему низко-среднегорных массивов, образовавшихся в верхнем протерозое, он относится к числу древнейших горных систем Средней Азии. Высшая точка хребта – гора Хаят-баши (2169 м над ур.м.) - находится в пределах заповедника.

Климат в заповеднике– континентальный сухой и теплый. Горы Нуратау соседствуют с пустыней Кызылкум, которая оказывает большое влияние на климат этого хребта, способствуя его аридизации. Небольшая высота хребта Нуратау не создает преграды для влажных воздушных масс, приносящих осадки в Среднюю Азию. Однако, влажные родники и потоки в горах создают резкий контраст с сухой пустыней, простирающейся от подножий. Здесь в самое жаркое лето бывает влажно и прохладно. Зимой, напротив, часто холодный воздух спускается туманом вниз – в нижний пояс гор, предгорья и пустыню, а в горах стоит ясная солнечная погода. Среднегодовая температура в низкогорной части заповедника составляет 15 - 20°C, средняя температура января 1 – 8°C. Зима здесь умерено холодная, снегопады и морозы чередуются с продолжительными оттепелями и периодами дождливой и ветреной погоды. Минимальная зарегистрированная температура – 32°C.Осадки в основном выпадают в зимний и весенний период. Средний уровень осадков составляет 400 мм в год. Весна короткая, теплая и дождливая, иногда отмечаются заморозки и даже снегопады. Лето продолжительное, сухое и жаркое, средняя температура июля 29,4°C, суммарная солнечная радиация составляет 130-140 ккал/см2.

Территорию заповедника пересекают десять больших и малых, несущих ручьев, несущих свои чистые и прозрачные воды в сторону озера Айдар. Небольшие речки, стекающие весной с невысоких горных хребтов Нуратау, в большинстве своем имеет характер временных водотоков. Лишь наиболее многоводные из них, стекающие с юго-западных склонов хребтов, в состоянии донести свои воды до Акдарьи – одного из рукавов Заравшана. В центральной части хребта Нуратау имеется много родников, функционирующие только весной. 

Нуратинский хребет интересен тем, что здесь в переходной зоне между горными системами Памиро-Алая и Тянь-Шаня и пустынными равнинами Турана сформировалась своеобразная флора, включающая и горные и пустынные виды, а также большое число эндемиков и реликтов.

Флора представлена 814 видами сосудистых растений относящихся к 78 семействам. Здесь преобладают древне средиземноморские виды растений, в основном горно-среднеазиатские. 
Из флоры заповедника 29 видов занесены в Красную книгу Республики Узбекистан, 3 вида из них эремурусов, 3 вида луков, 5 видов тюльпанов, 5 видов астрагалов и т.д.

Но особенно богаты древние древесные и кустарниковые заросли глубоких ущелий. Здесь в результате многовековой деятельности людей, занимавшихся садоводством, образовался уникальный культурный ландшафт – лесосады. В лесосадах основной лесообразующей породой является грецкий орех. Как правило, ему сопутствуют дикая яблоня Сиверса, белый и черный тутовник, абрикос, вишня, слива, виноград, груша, тополь, ива, карагач, чинара восточная и, наконец, очень редкая в Средней Азии - биота восточная. 
Крупнейшее тысячелетнее дерево заповедника биоты восточной произрастает в самом большом по протяженности сае - Меджерум. В окружности ее ствол достигает 8,5 м.

Богата и разнообразна фауна Нуратинского заповедника. Из них 34 вида млекопитающих ( 3 вида насекомоядных, 8 видов летучих мышей, 1 вид зайцеобразных, 13 видов грызунов, 7 видов хищных и 2 вида парнокопытных ). Из собственно горных видов в заповеднике обычны туркестанская крыса, каменная куница и баран Северцова. Среди насекомоядных здесь встречается ушастый еж (в нижнем поясе гор) и длинноиглый еж (средний пояс гор). Среди хищных широко распространены лиса-караганка и каменная куница. В верхней части горных ущелий обитает волк, по саям изредка встречается степная кошка. В нижней части гор обитает барсук и степной хорь, также здесь можно встретить и перевязку. Из копытных широко распространен кабан, который встречается от предгорий до верхних частей гор. Богатая растительность создает благоприятные условия для выживания этого вида. 
Из млекопитающих наиболее интересен баран Северцова или кызылкумский баран. В настоящее время в заповеднике обитает 1700-1800 особей барана Северцова. За пределами заповедника этот баран практически не наблюдается.

Рыбы представлены всего одним видом: это широко распространенная в горах Узбекистана – обыкновенная маринка. В озере Фазильман обитают зеленые жабы и озерные лягушки.

Среди рептилий отмечен 21 вид. Среди них три вида - серый варан, перечнополосатый волкозуб и среднеазиатская кобра занесены в Красную книгу Узбекистана (2003). Из пресмыкающихся в нижнем поясе гор живет среднеазиатская черепаха, степная агама, быстрая ящурка. Повсеместно встречаются желтопузик, поперечнополосатый, разноцветный и краснополосый полозы, длинноногий сцинк, гюрза, на скалах обычны туркестанский геккон и туркестанская агама. Верхней части хребта Нуратау нередок обыкновенный щитомордник и узорчатый полоз. Здесь изредка можно найти поперечнополосатого волкозуба и среднеазиатскую кобру.

Через Нуратинский заповедник проходит один из миграционных путей птиц. Осенью и весной территория заповедника буквально звенит от их многоголосого пения. В заповеднике отмечено 196 видов птиц, из них 103 вида гнездятся на территории заповедника. Из птиц, встречающихся в заповеднике, 9 видов включены в Красную книгу РУз. Это черный аист, черный гриф, белоголовый сип, балабан, беркут, змееяд, орел-карлик, бородач, джек.

Туристические объекты и достопримечательности Нуратинского заповедника и его окрестностей.
На территории заповедника находится множество туристских объектов. Самые интересные из них:

- Древние петроглифы (изображения двух тысяч лет в камне);

- Тысячелетняя Биота восточная (сай Маджрум);

- Озеро Фазильман;

- Экзотические горные кишлаки Ашраф, Хаят, Ухум, Сентябсай и др.;

- Плотина Хонбанди (X-XI в.в);

- Питомник баранов Северцева.