Заповедник находится на севере Челябинской области, на границах с Каслинским и Кунашакским районами. Общая площадь его 16616 га, протяженность по периметру 90 км, с севера на юг - 24 км, с запада на восток - 9 км.

Южная граница заповедника упирается в предгорье Урала, северная распространяется на Западно-Сибирскую низменность. Эта территория относится к Восточно-Уральской провинции лесостепной зоны Западно-Сибирской низменности и находится в северной лесостепи Зауралья. Это положение заповедника обусловливает своеобразие климата, рельефа, почвенно-растительного покрова и животного мира.

Территория заповедника расположена за Уральскими горами, которые заметно ослабляют влияние Атлантики. Зима продолжительная, холодная с устойчивым снежным покровом. Летом наблюдается вхождение с юга и юго-востока сухого континентального (тропического) воздуха, формирующегося под средней Азией и Казахстаном. Лето непродолжительное, теплое, иногда жаркое. Характерным для территории заповедника является недостаточное увлажнение с периодически повторяющейся засухой.Средняя температура января, самого холодного месяца в году, составляет -16,90, самого теплого месяца июля +17,70, то есть годовая амплитуда средних месячных температур составляет 34,60. Это соответствует умеренно-континентальному климату. Преобладающее направление ветра за год и по сезонам - западное. Относительно велика повторяемость ветров южного, юго-западного, северо-западного направлений. Очень редко бывают ветра восточного направления.

На территории заповедника находится два водоема: Бердениш и Урус-Куль. С северо-запада к территории заповедника примыкает озеро Алабуга, с юго-востока озера Кожакуль, Большие и Малые Кирпичики. Озера заповедника находятся на высоте 227,5-233,5 м над уровнем моря, размеры их незначительные.
По берегам озер Кожакуль, Бердениш, Урус-Куль, Алабуга распространены густые сплошные заросли тростника. Реже встречаются сплошные заросли рогоза узколистного и широколистного.

Флора заповедника в основном европейского лесостепного и степного происхождения, встречаются сибирские степные, арктические и таежные виды растений, уральские эндемы, третичные реликты, заносные виды относительно немногочисленны. Флора района насчитывает 455 видов высших растений, из них 4 занесено в "Красную книгу РФ", как редкие и вымирающие (венерин башмачок пурпурный, лилия, царские кудри или саранка, прострел весенний), запасы которых увеличились в 5-10 раз по сравнению с доаварийным временем. Растительность заповедника типично лесостепная. Массивы березовых лесов, состоящих из березы бородавчатой, чередуются с безлесными пространствами степей и остепнённых лугов. Из древесных наиболее распространены береза бородавчатая и сосна обыкновенная. Из травянистых растений наибольшее распространение имеют виды из семейств осоковые, злаковые, зонтичные и сложноцветные. Леса занимают боле 70% площади заповедника.

Животный мир Восточно-Уральского заповедника достаточно богат и разнообразен.

Орнитофауна заповедника насчитывает 217 видов птиц. Видовой состав птиц характерен для Зауралья и имеет смешанный характер вследствие сочетания видов сибирского комплекса (черный и трехпалые дятлы, глухая кукушка, дубровник, снегирь, урагус, белая куропатка, свиристель и др.) с широко распространенными видами умеренных широт (воробьи, ворона серая, грач, ястреба и др.) и видов европейской фауны (хохлатая синица, лазоревка, зяблик, коноплянка, луговой чекан и др.). Широко представлены водоплавающие и околоводные виды птиц, чему способствуют наличие ряда водоемов, которые мало посещаются людьми. Обитающая популяция серого гуся является одной из крупнейших в России и СНГ. Гуси гнездятся на большинстве водоемов, а в период перед отлетом на зимовку, на полях собираются в стаи, насчитывающие несколько тысяч птиц. На водоемах заповедника гнездится лебедь-шипун, самый крупный представитель отряда пластинчатоклювых. В большом количестве гнездятся в заповеднике разные виды речных и нырковых уток, такие как кряква, серая утка, чирки, чернеть хохлатая, чайки. Встречаются 24 вида куликов. Распространенными видами являются чибис, мородунка, черныш, малый зуек, большой веретенник, бекас. Присутствуют представители отряда голенастых - серая цапля, малая и большая выпь. На прилегающих к водоемам лугах встречаются серые журавли, которые в осенний период собираются в большие, до тысячи птиц, стаи. Численность глухаря, куропаток, перепела невелика. Более обычен тетерев.

На описываемой территории встречается 7 видов птиц, занесенных в "Красную книгу" РФ и Международного совета по охране природы. Это в первую очередь крупные хищные птицы - беркут, орлан-белохвост, соколы балабан и сапсан, скопа, черноголовый хохотун и кудрявый пеликан. Кроме того, наблюдаются редкие виды: филин, бородатая неясыть, большой кроншнеп и ряд других.

Фауна млекопитающих типична для лесостепного Зауралья. Она представлена смесью широко распространенных лесных и некоторых таежных видов (белка, куница, норка, горностай, темный хорь, рысь, лось) и степных, проникающих сюда по открытым участкам (большой суслик, слепушонка, мышовка степная). Из насекомоядных обычны ежи и бурозубки. Летучие мыши изучены недостаточно. Чаще встречаются ночница прудовая и кожан двуцветный. Из зайцеобразных более обычен заяц-беляк. Многочисленны мелкие виды мышевидных грызунов - лесная и полевая мыши, полевки узкочерепная, экономка и красная, на водоемах встречается ондатра. Из хищных зверей встречаются лисица, барсук, колонок, ласка. Численность волка в заповеднике составляет в разные годы от 2 до 10 особей. Копытные на территории заповедника представлены 4 видами. Самым распространенным является косуля сибирская. Успешно размножается кабан и лось. В последнее время отмечены отдельные встречи пятнистого оленя.

Из местных видов рыб на водоемах обычны плотва, окунь, ерш, карась серебристый и золотистый, линь, карп. Численность ельца, язя, голавля и налима невысока. В некоторых водоемах акклиматизировались сиговые.

Санитарно-охранная зона ВУРС, куда входит Восточно-Уральский заповедник, взята под охрану силами милиции г. Озерска по хоздоговору с ФГУП ПО «Маяк» По периметру заповедника установлены 4 стационарных круглосуточных поста. Кроме того, проводится патрулирование передвижными отрядами ОМ УВД по утверждённым маршрутам. Связь осуществляется по рации с отделением милиции в п. Метлино. В пожароопасный период численность патрулей и периодичность объездов увеличивается. Задержание нарушителей заповедного режима и наложение административных взысканий осуществляется сотрудниками милиции. За первое полугодие 2005 г. выявлено 134 нарушителя заповедного режима.