河北泥河灣國(guó)家級(jí)自然保護(hù)區(qū)位于“泥河灣盆地”的東部，其保護(hù)區(qū)域范圍的絕大部分屬陽(yáng)原縣轄區(qū)，部分地段分布在蔚縣境內(nèi)。地理坐標(biāo)介于東經(jīng)113°45′~114°45′，北緯40°00′~40°20′之間，保護(hù)區(qū)總面積1015 hm²。

1997年2月，經(jīng)省政府批準(zhǔn)建立河北泥河灣省級(jí)自然保護(hù)區(qū)，2002年7月，經(jīng)國(guó)務(wù)院批準(zhǔn)晉升為國(guó)家級(jí)自然保護(hù)區(qū)。主要保護(hù)對(duì)象為新生代典型地層剖面、晚新生代地層中的哺乳動(dòng)物化石及其主要發(fā)掘遺址、地層中的人類文化遺跡和古人類活動(dòng)遺址、晚新生代地層中的軟體和微體動(dòng)物化石、湖相疊層石、發(fā)育在泥河灣地層中的特殊地貌景觀，屬地質(zhì)遺跡類型自然保護(hù)區(qū)。

河北泥河灣國(guó)家級(jí)自然保護(hù)區(qū)所處區(qū)域?qū)贃|亞大陸性半干旱季風(fēng)氣候區(qū)，年平均氣溫約為6.8℃，區(qū)內(nèi)多年平均降水量為390mm/a左右。永定河的一級(jí)支流—桑干河是區(qū)內(nèi)最大的河流，與其主干支流渾河、黃水河、源子河、御河、壺流河等構(gòu)成桑干河水系。

由于人為因素的影響，在保護(hù)區(qū)范圍內(nèi)除人工栽培以外，自然植被以草本植物為主，木本植物多以灌木形式存在，落葉闊葉喬木極少。根據(jù)調(diào)查結(jié)合有關(guān)資料，保護(hù)區(qū)植被可劃分為三個(gè)自然植被地帶：基巖出露的灌叢—草叢地帶；黃土臺(tái)地及溝梁谷坡草原地帶和桑干河、壺流河谷底濕地—輕度鹽濕灌叢草叢地帶。保護(hù)區(qū)內(nèi)共發(fā)現(xiàn)野生植物67科，326種，按用途分為藥用植物類（122種），工業(yè)化工原料類（50種），防護(hù)、用材、經(jīng)濟(jì)林類（16種），食用植物類（43種），飼料牧草類（45種），其他用途類（50種）。

泥河灣自然保護(hù)區(qū)埋藏著豐富的哺乳動(dòng)物化石和大量舊石器時(shí)代考古遺跡，世界上其剖面最多、保存的最完好、國(guó)際地質(zhì)考古界公認(rèn)的第四紀(jì)標(biāo)準(zhǔn)地層，是世界上絕無(wú)僅有的早更新世石器時(shí)代的遺地，它的考察發(fā)掘，被評(píng)為中國(guó)20世紀(jì)100項(xiàng)考古重大發(fā)現(xiàn)之一。

泥河灣沉積層是國(guó)內(nèi)外罕見(jiàn)的晚新生代湖河相沉積地層。自1948年第十八屆國(guó)際地質(zhì)大會(huì)與歐洲維拉弗朗組相對(duì)比以來(lái)，一直被作為中國(guó)北方與維拉弗朗組及其動(dòng)物群相當(dāng)?shù)臉?biāo)準(zhǔn)地層。經(jīng)過(guò)中外學(xué)者近八十年的研究，進(jìn)一步確認(rèn)“泥河灣層”為更新世的標(biāo)準(zhǔn)地層。“泥河灣層”沉積厚度大，地層層序完整，出露廣泛；各時(shí)代哺乳動(dòng)物群的化石代表齊全；不同時(shí)代的人類文化和人類活動(dòng)遺址豐富多彩，在中國(guó)乃至世界第四紀(jì)湖河相沉積地層中具有典型性。

保護(hù)區(qū)各種地質(zhì)遺跡形成于不同的地質(zhì)歷史時(shí)期，其地質(zhì)地貌景觀、哺乳動(dòng)物化石、人類文化遺址等重要遺跡是經(jīng)過(guò)二至三百萬(wàn)年以來(lái)的地球演化而保存下來(lái)的寶貴遺產(chǎn)，盡管目前的人類活動(dòng)對(duì)區(qū)域環(huán)境和局部剖面造成一定影響和破壞，但是在區(qū)域保護(hù)范圍內(nèi)自然營(yíng)力仍占主導(dǎo)地位，各類遺跡保持其自然性，可謂真正的“天然實(shí)驗(yàn)室”和“自然博物館”。

保護(hù)區(qū)地質(zhì)遺跡資源豐富，從地層剖面、沉積物到地貌景觀，從大型哺乳動(dòng)物群到微體生物化石，從舊石器人類文化遺址到新石器古代文明，均反映出區(qū)內(nèi)地質(zhì)遺跡具有的多樣性特點(diǎn)。其中的地層和沉積物因形成環(huán)境、物質(zhì)組成、人類作用、構(gòu)造條件等不同而表現(xiàn)各異，反映了地質(zhì)歷史時(shí)期湖泊、流水、冰緣、風(fēng)力、重力等沉積環(huán)境的多樣性，以及地球內(nèi)外動(dòng)力變化與氣候干、濕、冷、暖變化的多樣性。

泥河灣保護(hù)區(qū)地質(zhì)遺跡的典型性、自然性、多樣性是在泥河灣盆地特殊地質(zhì)環(huán)境條件下形成的，其巨厚的湖河相沉積、壯觀的天然剖面、豐富的動(dòng)植物化石、不同時(shí)代的哺乳動(dòng)物群、眾多舊石器人類文化遺址、獨(dú)特的地貌景觀，為國(guó)內(nèi)少有、世界罕見(jiàn)，其總體特征構(gòu)成了中國(guó)乃至世界之最。