Geograficky leží na území Vnějších Západních Karpat a zaujímá území moravské části Bílých Karpat a východní části Vizovických vrchů. Nejvyšším bodem území je Velká Javořina (970 m n.m.), nejnižší bod je u Sudoměřic (240 m n.m.).
Geologicky je území tvořeno vrstvami příkrovů vnějšího flyše, tvořeného střídáním vrstev pískovců a jílovců, méně často slínovců.Území je díky této skladbě náchylné k svahovým posunům, sesuvům. Obsahují často značný podíl uhličitanu vápenatého v podobě vápnitého tmelu nebo žilek vyplňujících staré trhliny. Následkem jejich rozpuštění a vyplavení jsou četné usazeniny pěnovců v pramenech vyvěrajících z vápnitých uloženin. Komplexy flyšových hornin jsou na některých místech prostoupeny neovulkanity, třetihorními andezity v podobě pravých ložních žil. Vyvřelé horniny provází pestré spektrum minerálů.
Důvodem vyhlášení jsou výjimečné přírodní hodnoty, zejména jedinečné společenstva luk a pastvin s bohatým výskytem orchidejí. Bílé Karpaty představují mimořádnou oblast mezi našimi velkoplošnými chráněnými územími především proto, že jsou nejvyšším pohořím jihozápadního okraje vlastního karpatského horského systému. Celá oblast, ale zejména její jižní část, byla po mnoho staletí kultivována člověkem. Přesto, nebo právě proto se zde dochovaly mimořádně cenné přírodní hodnoty a na mnoha místech lze hovořit o harmonické krajině. Pro tyto přírodní a krajinné kvality byly Bílé Karpaty v rámci programu Člověk a biosféra (MAB) organizace UNESCO dne 15.4. 1996 zařazeny mezi evropské biosférické rezervace. Svým charakterem mohou Bílé Karpaty sloužit jako modelové území společné existence zájmů ochrany přírody a hospodářského využití, respektujícího ekologickou únosnost území a jeho přírodní podmínky. Rozsáhlá historická odlesnění v Bílých Karpatech měla velmi často charakter krajinářských úprav citlivě využívajících zdejších přírodních podmínek. Výsledkem jsou tisíce hektarů jedinečných květnatých luk s roztroušenými dřevinami, představující dnes typický krajinný ráz Bílých Karpat. Z přírodovědného hlediska jsou tyto květnaté karpatské louky pozoruhodné především bohatostí rostlinných společenstev s vysokým zastoupením kriticky ohrožených druhů rostlin. Díky tomu patří k nejcennějším lučním biotopům Evropy a jsou studijní plochou světového významu. Dalším neméně cenným prvkem jsou rozsáhlé lesní komplexy v centrální a severní části pohoří z celou řadou typických prvků karpatské květeny i zvířeny. Rozmanité způsoby hospodaření, různorodý historický vývoj a v neposlední řadě odlehlost od průmyslových středisek umožnily zachovat neobvykle vysokou biodiverzitu na mnoha typech stanovišť, od teplomilných šipákových doubrav po pralesovité horské bučiny, od teplomilných stepních porostů k podhorským přepásaným loukám a nejrůznějším typům drobných lesních i lučních mokřadů. Bílé Karpaty se staly pojmem především jako území s nejvyšší pestrostí a s největším počtem vstavačovitých rostlin (orchidejí) ve střední Evropě. Přírodní i kulturní faktory tak vytvářejí z Bílých Karpat území mimořádně cenné i v evropském kontextu. Lesy pokrývají téměř 45 % plochy CHKO, z toho listnaté lesy jsou zastoupeny necelými 55 %. Nejdůležitější listnatou dřevinou je buk. Rozsáhlé polopřirozené bučiny v okolí Vlárského průsmyku patří k nejlépe zachovaným lesním porostům České republiky. Z jehličnanů je v území domácí pouze jedle, která zasahuje na hřeben Královce na Valašskokloboucku. Její podíl mezi dřevinami činí asi 1 %. Do lesních porostů byly místy zavedeny nepůvodní dřeviny - smrk, borovice, modřín. Chráněná krajinná oblast Bílé Karpaty je bohatá i na četné památky, zejména lidové architektury jejichž ukázka je soustředěna do skanzenu ve Strážnici. Bohatě je zde zastoupen a udržován v neobvyklé rozmanitosti a pestrosti folklór charakterizující oblasti Horňácka v okolí Velké nad Veličkou, Moravskoslovenských Kopanic v okolí Starého Hrozenkova a jižního Valašska v okolí Valašských Klobouk Jsou zde také významné zdroje minerálních vod, z nichž nejdůležitější a nejznámější jsou v Luhačovicích a jejich okolí.