Основою Карпатського біосферного заповідника був Карпатський державний заповідник, створений Постановою Ради Міністрів УРСР від 12 листопада 1968 р. № 568 на площі 12672 га на території Івано-Франківської та Закарпатської (Рахівський і Тячівський р-ни) областей. Площа і територіальний склад цього заповідника неодноразово змінювалися. В 1979 р. до нього приєднуються Широколужанський масив (Тячівський р-н) та "Долина нарцисів" (Хустський р-н), а масиви на території Івано-Франківської області вилучаються. В 1990 р., завдяки включенню до складу заповідника Кузійського масиву (Рахівський р-н), його площа досягає 19899 га. У 1992 році заповідник отримав від ЮНЕСКО сертифікат про віднесення Карпатського заповідника до світової мережі біосферних резерватів. Згідно з Указом Президента України від 26 листопада 1993 року № 563 він набув статусу біосферного заповідника, до складу його території увійшли Стужицький (Великоберезнянський р-н) та Мармароський (Рахівський р-н) масиви. У 1997 р. територія заповідника знову була розширена за рахунок заказників загальнодержавного значення - "Чорна гора", "Юлівська гора" (Виноградівський р-н), "Кевелівський", "Рогнеска", "Свидовецький" (Рахівський р-н). На базі Стужицького масиву у вересні 1999 р. було створено окрему природоохоронну установу - Ужанський національний природний парк.
Зараз загальна площа Карпатського біосферного заповідника становить 53630 га. Територія заповідника складається із семи відокремлених ділянок: Луж-Угольська, Свидовецько-Чорногірська, Рахівсько-Кузійська, Мармароська, "Долина нарцисів", а також "Чорна Гора" і "Юлівська Гора", які є ботанічними заказниками загальнодержавного значення.
Згідно з функціональним зонуванням території біосферного заповідника площа заповідної зони становить 16505,0 га, зони регульованого заповідного режиму - 3268,0 га, буферної зони - 15047,0 га, зони антропогенних ландшафтів - 18810,0 га.
В установі працюють 294 чоловіки, з них у науковому підрозділі - 26, у службі охорони - 120 осіб.
Карпатський біосферний заповідник призначений для збереження унікальних гірських ландшафтів Українських Карпат. Статус біосферного резервату визначає також і такі його важливі завдання, як сприяння сталому розвитку Карпатського регіону, збереження його культурного й історичного спадку. Особливе значення територія заповідника має для збереження культури українських горян - гуцулів, бойків та лемків. Окремі елементи місцевого природокористування, наприклад, високогірне молочне вівчарство та пов'язані з ним промисли й традиції мають на сьогодні унікальний для Європи характер.
Заповідні масиви Карпатського біосферного заповідника розміщені на висотах від 180 до 2061 м над рівнем моря у західному, центральному та східному секторах Українських Карпат. Більшість заповідних масивів розташована у складчастій області переважно в зоні зовнішніх (флішових) Карпат (Чорногірський, Свидовецький, частково Угольсько-Широколужанський заповідні масиви, а також в Марамороській зоні (Марамороський і Кузійський масиви) та зоні Пенінських стрімчаків (південна частина Угольсько-Широколужанського масиву). Лише масив "Долина нарцисів" та ботанічні заказники "Чорна Гора" і "Юлівська Гора", розташовані поза поясом складчастих Карпат, - в області Закарпатського внутрішнього прогину.
Клімат території Карпатського біосферного заповідника змінюється від помірно теплого в "Долині нарцисів" (середня температура січня -1,7°С, червня - +19°С, кількість опадів 650 мм на рік) до холодного на вершинах гір (середня температура січня - -7-8,5°С, червня - +11-15°С, кількість опадів 980-1500 мм на рік).
На території заповідника розвинута густа річкова мережа. Тут течуть ріки М. Уголька, В. Уголька, Лужанка, Кісва, Богдан, Хустець, є незначна кількість невеликих стоячих водойм, розташованих у високогірній частині заповідника.
Ґрунтовий покрив строкатий і репрезентує більшість типів ґрунтів, поширених в Українських Карпатах - бурі гірсько-лісові, дерново-буроземні, гірсько-лучні та інші.
У Карпатському біосферному заповіднику представлений весь комплекс висотної поясності Українських Карпат - від елементів передгірних лук і дібров до альпійського поясу з лучними, скельно-лишайниковими ландшафтами. Територія заповідника вкрита переважно лісовою рослинністю, яка займає більше 90 % його загальної площі. Лучні ценози займають лише близько 5% заповідної території і розміщені на низинних заплавних луках масиву "Долина нарцисів", у високогір'ї та на лісових галявинах. Решту території займають скелясті виходи, кам'янисті розсипи та водотоки.
Серед основного типу рослинності - лісів - значну частину становлять праліси. Дубові, грабово-дубові, дубово-букові та буково-дубові ліси рівнинної частини Закарпаття представлені у заповіднику на території ботанічних заказників "Чорна Гора" і "Юлівська Гора". Чисті букові ліси представлені у всіх гірських заповідних масивах. Вони практично повністю формують рослинний покрив в Угольсько-Широколужанському масиві, домінують у Кузійському масиві, становлять значну частину Марамороського та Свидовецького масивів. Тільки у найхолоднішому та найбільш високогірному Чорногірському масиві вони трапляються фрагментарно. Мішані букові деревостани представлені в усіх гірських заповідних масивах. Найбільші площі в заповіднику займають смереково-ялицево-букові, ялицево-смереково-букові та буково-ялицево-смерекові ліси. Смерекові ліси займають найвищу висотну ступінь лісового покриву. В межах заповідника чисті смеречники формують верхню межу лісу в Чорногорі, Свидовці та Мараморошах.
Вище лісового поясу розташовані субальпійські та альпійські луки з фрагментами криволісся. В субальпійському поясі Чорногори та Мараморош поширені угруповання з сосни гірської, вільхи зеленої та ялівцю сибірського. Характерними є рідкісні угруповання з домінуванням рододендрона східнокарпатського, верб трав'яної і туполистої та високотравних видів аденостилеса сіролистого й осоту Вальдштейна. На Свидовці вище лісового поясу поширене криволісся з душекії зеленої та ялівцю сибірського.
Серед інших біотопів слід відмітити підземні порожнини як штучного, так і природного походження (загалом близько 50). Вони містять унікальні ендемічні троглобіотні комплекси, а також чи не найбільші у Європі зимові колонії кажанів.
В заповіднику охороняється понад 1300 видів судинних рослин, загальна кількість видів природної флори становить 2864 види. У флорі заповідника виявлено 65 ендемічних видів та 131 рідкісний вид, занесений до Червоної книги України, і 8 видів, занесених до Європейського червоного списку. Флора судинних рослин Карпатського біосферного заповідника об'єднує 5 відділів, 102 родини і за кількістю видів становить більш як 50 % флори Українських Карпат.
Основне флористичне різноманіття Карпатського біосферного заповідника спостерігається в лучних ценозах, які представлені на низинних заплавних луках, високогір'ї та лісових галявинах. Лише в масиві "Долина нарцисів" росте понад 400 видів рослин, серед яких такі рідкісні, як пальчатокорінники Фукса і травневий, еритроній собачий зуб, тирлич звичайний, півники сибірські, зозулинець блошиний, перстач білий та інші. Унікальна особливість цієї заповідної ділянки - наявність однієї з найбільших рівнинних популяцій рідкісного високогірного виду нарциса вузьколистого.
В межах лісового поясу найбільше флористичне багатство на вапнякових пасмах, зокрема в Угольсько-Широколужанському масиві, де ростуть кизильник цілокраїй, ялівець козачий (єдине місце його зростання в Українських Карпатах), жостір проносний, липа широколиста, тис ягідний (біля 1,5 тис. особин), а з трав'янистих рослин - петрофіли та альпійські види: булатка довголиста, в'язіль стрункий, кортуза Маттіолі, півники несправжньосмикавцеві, борідник Прейса, ломикамінь волотистий. Є також неморальні та аридні види - арум плямистий, коральковець тричінадрізаний, епіпогіум безлистий, вужачка звичайна, фіалка дакійська тощо.
У субальпійському та альпійському поясах заповідних масивів ростуть такі рідкісні рослини, як анемона нарцисоцвіта, аконіт міцний, роман карпатський, жовтяниця альпійська, тирличі безстебловий, жовтий крапчастий та весняний, перестріч скельний, нарцис вузьколистий, парагеум гірський, шолудивник кільчастий, медунка угорська, сон білий, родіола рожева.
Загальна кількість зареєстрованих видів фауни Карпатського біосферного заповідника на сьогодні становить 4383 види. Безхребетних тварин тут відмічено 4078 видів (а за прогностичними розрахунками тут мешкає понад 15000 видів безхребетних). В заповіднику охороняється 66 видів ссавців, 191 вид птахів, 9 видів плазунів, 13 видів земноводних, 25 видів риб, 1 вид круглоротих. Його фауна налічує понад 100 ендемічних видів тварин, з яких щонайменше два відомі тільки для цієї заповідної території. Загалом тут охороняється 75 види тварин, занесених до Червоної книги України та 20 видів, занесених до Європейського червоного списку.
Центральним ядром фауни хребетних Чорногірського, Свидовецького та Марамороського масивів є види тайгового та альпійського комплексів. У високогір'ї (на висоті 1700 мі більше) трапляються нориця снігова й тинівка альпійська, що занесені до Червоної книги України. З плазунів звичними тут є гадюка звичайна і ящірка живородна. Невеликі стоячі водойми використовують для нересту карпатський та гірський тритони.
Характерними видами хвойних і мішаних лісів є трипалий дятел, корольок жовтоголовий, біловолий дрізд, шишкар ялиновий, карпатський підвид глухаря, рись, ведмідь бурий тощо. Тут широко представлені види, характерні для всього лісового поясу Карпат: гірські підвиди благородного оленя, кабана, а також козуля, вовк, сова сіра, оляпка та інші.
Фауна букових пралісів Карпатського заповідника є дуже своєрідною. Тут зустрічаються як суто "тайгові" види - рись, довгохвоста сова, жовна, снігур, так і характерні для широколистяних лісів - чорний дрізд, середній, білоспинний і сивий дятли, мухоловка, костогриз, голуб-синяк, ліщиновий вовчок, лісовий кіт, кабан, саламандра плямиста. Звичними мешканцями на цій території є благородний олень, лісова куниця, руда нориця, канюк, повзик, трав'яна жаба - види, які поширені по всьому лісовому поясу Карпат. До рідкісних тварин, що занесені у Червону книгу України, тут належать кутора мала, горностай, видра, пугач, чорний лелека, лісовий полоз, тритон карпатський тощо.
У заповідних холодних гірських ріках водиться форель струмкова, бабець-головач, щипавка, гольян та угорська мінога. На нерест у притоки Тиси піднімаються дунайський лосось і харіус.
Дуже різноманітною є фауна рукокрилих, яка налічує 21 вид кажанів, з них 10 є рідкісними і занесені до Червоної книги України та Європейського червоного переліку. Це підковоноси (великий і малий), довгокрил, нічниці велика, триколірна, довговуха і війчаста, широковух, вухань звичайний та вечірниця мала. Існування більшості рукокрилих тісно пов'язане з підземними порожнинами. В карстових печерах Угольки виявлено унікальну фауну безхребетних-троглобіонтів, серед яких є вузькоендемічні види, відомі тільки на цій заповідній території. Це, зокрема, сліпі види турунів та ногохвісток.
За своїм фауністичним складом масив "Долина нарцисів" відрізняється від інших заповідних ділянок Карпатського біосферного заповідника. Для нього властиві тварини заплавних лук Закарпатської рівнини. Серед птахів тут переважають луговий чекан, звичайна вівсянка та сіра славка. У більш зволожених місцях звичними мешканцями є деркач та очеретянка-борсучок. У чагарниках трапляються фазан і ремез. Характерні земноводні "Долини нарцисів" - жаба ставкова, ропуха звичайна, тритони звичайний і гребінчастий. З плазунів трапляються вуж і прудка ящірка. Теріофауна представлена звичайною норицею, польовою мишою, мишою маленькою, ондатрою, зайцем-русаком та іншими видами, зовсім не властивими для гірських масивів заповідника. Багатою є іхтіофауна річки Хустця - єдиного рівнинного водотоку на його території. Тут водиться близько 20 видів риб.
Карпатський біосферний заповідник є одним з найбільших наукових та еколого-освітніх центрів Карпатського регіону. Тут працюють наукові лабораторії, створена мережа моніторингових ділянок, фенологічних пунктів, гідрологічних та метеорологічних постів. Заповідник слугує природною лабораторією для багатьох вітчизняних та зарубіжних науково-дослідних установ. На його території розгорнута мережа еколого-освітніх, науково-пізнавальних маршрутів та інформаційних центрів. Заповідник відвідують щорічно близько 30 тис. чоловік. Із 18 науково-пізнавальних маршрутів особливою популярністю користується маршрут, що веде на найвищу точку України - г. Говерлу. В біосферному заповіднику працює єдиний в Україні музей екології гір та історії природокористування Карпат, є власна відеостудія, видається Всеукраїнський екологічний науково-популярний журнал "Зелені Карпати".
За визначні здобутки у збереженні природної, культурної та історичної спадщини Карпатський біосферний заповідник першим в Україні нагороджений Європейським дипломом - найвищою нагородою Ради Європи для природоохоронних установ європейського континенту.
