Avec une superficie de 152 000 ha, le Parc englobe une partie de l’énorme massif du Bemaraha, et c’est, par sa taille la seconde Aire Naturelle Protégée de Madagascar. Elle s’étend sur près de 90 km de long sur une largeur comprise entre 10 et 20 km tout au long de la façade Ouest de l’Ile dans la province de Majunga. C’est une formation karstique, délimitée à l’est par des falaises abruptes et hautes de 400 m au dessus de la vallée du fleuve Manambolo et à l’ouest par des pentes plus douce. Au sud de la réserve une formation de pinacles dont l’accès est extrèmement difficile présente un paysage lunaire .
La réserve est située au cœur d’une forêt sèche, dans le massif du Bemaraha essentiellement constituée du Karst calcaire ou « Tsingy » au relief très accidenté. Le massif contient de nombreuses grottes et résurgences.
Les cours d’eau provenant du plateau sont saisonniers ou permanent.

Les pluies sont saisonières ,de Novembre à Avril et la saison sèche dure 6 à 8 mois. La température annuelle moyenne est supérieure à 26°C.

Les forêts de la réseve sont caducifoliées. Les familles représentées sont les Flacourtiaceae, Euphorbiaceae, Annonacceae, Bonbacaceae et Moraceae. La réserve possède plusieurs espèces de Delonis et les seuls bananiers sauvages de Madagascar Musa perrieri-Musaceae. Dans les zones rocheuses, les espèces d’aloès sont communes, et une partie de la réserve est couverte d’une savane anthropique .

Un caméléon dont on ne connait que quelques specimens, Brookesia perarmata vit dans la réserve. Parmi les 53 espèces d’oiseaux recensées, le Râle à front gris Canirallus kioloides a été découvert en 1987 dans la réserve qui constitue l’unique forêt sèche connue fréquenté par cette espèce. On dénombre parmi les lémuriens 11 espèces dont Propithecus verreauxi deckeni. Par ailleurs, la réserve est la seule aire protégée où l’on peut trouver le rongeur endémique Nesomys rufus lambertoni. Ce rongeur est tellement particulier qu’il mérite le syatut d’espèce à lui tout seul.