灣壩自然保護區在自然地理上，灣壩自然保護區位於我國最高一級地貌單元青藏高原與四川盆地陡跌地帶的橫斷山系大雪山脈南段，第四紀以來，受新構造運動、冰川作用、寒凍風化作用和流水作用的影響，形成了區內以高山峽谷為主體的多種地貌類型組合形態。保護區除北部外，四周被海拔4500米以上的高大山體環繞，自然地理環境相對封閉原始。雪山之間以古冰川U形谷分隔，第四紀冰川地貌發育其間。山體中下部相連，羽狀水系發達，同時發育中高山峽谷、高山峽谷、極高山直至山原寬谷。
由於灣壩自然保護區地貌形態組合特別，垂直分異明顯，高山峽谷生態系統保存了最原始、最完美的狀態，這一生態系統兼具青藏高原和橫斷山的特點，在區域上具有不可替代的典型性。保護區幾乎保存了這一生態系統的所有植被類型，從低海拔到高海拔依次為山地暗針葉林帶、亞高山暗針葉林帶、高山灌叢草甸帶、高山流石灘稀疏植被帶、終年積雪帶，是該區域植被類型的典型代表地和集中分布區。
初步調查表明，保護區約有種子植物117科、475屬、1044種。其中屬國家重點保護野生植物有18科46種。區內複雜多樣的生態環境為野生動物的棲息繁衍提供了優越場所。保護區有脊椎動物50餘科，170餘種，屬國家保護動物有大熊貓、大熊貓、金絲猴、豹、羚牛、白唇鹿、綠尾虹雉等23種。
保護區是我國生物多樣性保護的關鍵區域，同時還處於全球生物多樣性豐富的熱點地區-中國西南山地的腹心地區，區內生物區系複雜，種類多樣，特有種屬豐富，具有極高的保護價值和科研價值。保護區北西側與貢嘎山國家級自然保護區相接，東部與冕寧縣冶勒大熊貓自然保護區為鄰，夾峙於兩個保護區之間。保護區的建立對橫斷山脈東部地區大熊貓等珍稀野生動物的遷移、擴展等起著重要的作用。
