На территории заповедника находится исток р.Лена. Южная часть Байкальского хребта вместе с байкальским побережьем – это естественная граница современного распространения многих представителей флоры и фауны. Именно здесь сохраняются виды, нуждающиеся в особой охране, редкие или исчезающие на сопредельной территории. В этом районе заканчивается реликтовая, самая северная часть дауро-монгольских степей. Байкальское прибрежье между мысами Покойный и Котельниковский издревле славилась обилием бурого медведя, выходящего к Байкалу в весеннее время. Здесь, на прибрежных камнях, существовали залежки нерпы, а на остепененных участках байкальских склонов весной можно увидеть благородного оленя – изюбря. В горах за перевалом водится соболь. Всему этому стали угрожать развивающееся судоходство на Байкале, вырубка лесов и охотничье-промысловое освоение тайги. Создание заповедника необходимо для недопущения реальной угрозы оскуднения богатых природных ресурсов края. В Байкальском регионе находится 4 заповедника, 2 национальных парка и 2 заказника федерального значения.

Заповедник вытянут с юга на север вдоль западного побережья Байкала примерно на 120 км при средней ширине в 65 км.

С февраля 2014 г. входит в состав ФГБУ "Заповедное Прибайкалье" (объединённая дирекция государственного природного заповедника "Байкало-Ленский" и Прибайкальского национального парка).

Ландшафты
1 Горно-тундровые Участки горной тундры в высокогорьях Байкальского хребта.
2 Горно-луговые Участки горных лугов на высотах свыше 1500 м.
3 Горно-таежные Лесные участки темно- и светлохвойных деревьев расположенные в горной местности
4 Горно степные Участки реликтовой степи на мысах и морянах обращенных к Байкалу.
5 Болотные Моховые и сфагновые болота в долинах рек.

Рельеф
Макрорельеф территории Байкало-Ленского заповедника слагают части двух крупных морфоструктурных единиц: южная треть Байкальского хребта и восточный край Предбайкальской впадины. Наивысшая отметка Байкальского хребта в пределах Б-ЛГЗ составляет 2201 м над уровнем моря, а в целом водораздел проходит на высоте от 1700 м над уровнем моря, превышая уровень Байкала на 1245-1745 м. Байкальский хребет асимметричен. Его восточный макросклон круто обрывается к Байкалу, а отроги западного макросклона плавно переходят в пологие возвышенности предгорного пьедестала и восточного края Предбайкальской впадины (Уфимцев, 1995). Хребет делит территорию заповедника на две неравных по величине и физико-географическим условиям части: Прибайкальскую и Лено-Киренгскую.

Геология
Горные сооружения Прибайкалья – это возрожденные горы. Позднемеловое и палеогеновое время были эпохой тектонического покоя для Монголо-Сибирского горного пояса (Уфимцев, 1991). К началу неогена здесь существовал пологохолмистый ландшафт. Всплеск тектонической деятельности, приведший к образованию Байкальской котловины с окружающими её горами, произошел в плейстоцене (Флоренсов, Олюнин, 1965).
Байкальский хребет сложен комплексом архейских и протерозойских пород, пестрых по литологическому составу, сильно метаморфизированных, смятых в сложную систему складок, прорванных разновозрастными магматическими породами кислого и основного состава (Флоренсов, Олюнин, 1965). Литологические и морфоструктурные комплексы меняются как вдоль Байкальского хребта, так и при его поперечном сечении, а также в вертикальном направлении (Лукичева, 1972).
В южной части хребта (на отрезке берега от мыса Саган-Морян до мыса Рытого) преобладают нижнепротерозойские отложения основного состава с участием карбонатных: метаморфизированные песчаники, кварциты, доломиты, известняки, сланцы, и др. В составе интрузий здесь встречаются как кислые породы (граниты), так и основные (диабазы, габбро-диабазы). К северу от мыса Покойники, и особенно на отрезке от мыса Малого Солонцового до Елохина, распространены вулканогенные эффузивно-туфогенные породы (преимущественно лавы кислого состава): граниты, граносиениты, гранодиориты, порфириты и кварцевые порфиры (Пальшин и др., 1962; Лукичева, 1972; Геологическая карта.., 1982; Кузьмин, 2002).
Переходная полоса от склона хребта к берегу Байкала – предгорный откос – это отложения грубо отсортированного суглинисто-супесчано-щебенчатого делювиального, а также аллювиально-пролювиального материала. Делювиальные отложения предгорного откоса по механическому и петрографическому составу тесно связаны с характером горных пород, слагающих склоны, что существенно сказывается на растительном покрове (Лукичева, 1972).
На Лено-Киренгской части территории Б-ЛГЗ до нижней юры существовало море (Флоренсов, Олюнин, 1965), что обусловило мощное развитие здесь осадочных пород различного возраста. В ядрах антиклиналей обнажаются нижнекембрийские породы. Они состоят из сульфато-карбонатной толщи, представленной доломитами, известняками с подчиненными пластами ангидридов и мергелей. Обнажения карбонатно-силикатных отложений нередки в долинах рек Лена и Киренга в виде красноцветных глинистых береговых откосов. Нижнеюрские отложения – песчаники, гравийные песчаники, глинистые породы – являются продуктами размыва местных пород, а также обломочного материала, приносившегося с обрамлявших море нагорий. Синклинальные депрессии заполнены осадками кайнозойского возраста. Склоны водоразделов прикрыты делювиальными отложениями супесчано-суглинистого состава, переходящими на вершинах в элювий (Флоренсов, Олюнин, 1965; Иркутская область..., 1993; Кузьмин, 2002). Влияние литологического состава материнских пород на почвы и растительность наиболее ярко проявляется в условиях умеренно-сухого климата и резко выраженного рельефа Прибайкальской части территории заповедника, в то время как на более гумидной Лено-Киренгской части территории Б-ЛГЗ воздействие этого фактора завуалировано.

Гидрология
На территории заповедника много рек и ручьев, мелких озер. Восточная граница заповедника проходит по урезу воды озера Байкал. Наиболее крупные реки заповедника – Лена, Киренга, Аллилей, Тонгода, Панкуча, Большой Анай, Юхта превая и Юхта вторая.

Климат
Климат Прибайкальской части Байкало-Ленского заповедника в значительной степени обусловлен влиянием Байкала, который создает специфичный комплекс климатических факторов в своей котловине – «лимноклимат» (Ладейщиков, 1969). Это проявляется в особом режиме циркуляции атмосферы, температурном режиме, увлажняющем влиянии озера и т.д. Термическое воздействие Байкала (охлаждающее весной и летом и отепляющее осенью и зимой) проявляется не выше, чем до 500 м над его уровнем и на расстояние до 1,5-2 км от уреза воды, но эта величина изменяется в зависимости от морфологических и ландшафтных условий отдельных участков побережья (Структура и ресурсы..., 1977). На высоте, где охлаждающее влияние Байкала в летние месяцы уже отсутствует, а фактор высотного понижения температуры еще не сказывается, вдоль его береговых склонов расположена зона термического максимума. Таким образом, в котловине Байкала существуют два ландшафтно-климатических яруса: собственно лимноклимат Байкала и климатический пояс высокогорий (Ладейщиков, 1975).
Запаздывание климатических сезонов и фенофаз (последних на месяц и более по сравнению с остальной частью территории Байкальской Сибири) – типичная черта лимноклимата Байкала (Ладейщиков, 1975). Причем величины такого отставания неодинаковы на протяжении байкальской котловины. Территория Б-ЛГЗ расположена в северной части, самой суровой по климатическим условиям. Следовательно, и запаздывание здесь наибольшее.
Согласно схеме климатического расчленения Прибайкалья Н.П. Ладейщикова (1975), Прибайкальская часть территории заповедника лежит в пределах Рытинско-Мужинайского района, относящегося к Западному подокругу Северо-Байкальского климатического округа. Район отличается своеобразным сочетанием «океаничности» и сухости климата вследствие тесного сближения высокого горного барьера с озером, усиливающего и обостряющего контактные сезонные процессы между ним и сушей. Лето на побережье в целом прохладное, с повышением температур к его окончанию (июль 12,1°С, август 13,9°С). Осень продолжительная и сравнительно теплая, зима довольно мягкая (декабрь –10,5 °С, январь –17,9 °С), малоснежная. Продолжительность безморозного периода составляет 100-120 дней. Коэффициент континентальности близок к островным величинам – 59-60. За год выпадает в среднем 249 мм осадков, причем 70% этого количества приходится на теплое время года. Наименьшее количество осадков приходится на южную часть района. По направлению к северу оно заметно увеличивается, достигая максимума в районе мыса Елохин. В первой половине лета для прибрежной части заповедника и среднегорий характерны постоянные туманы. Устойчивые сильные перевальные ветры (фены) второй половины лета – осени оказывают динамическое и иссушающее воздействие на западный макросклон Байкальского хребта и прилегающую прибрежную часть, а также снижают температуру поверхности Байкала, обнажая более глубокие холодные слои его вод (Ладейщиков, 1975), что, в свою очередь, оказывает влияние на побережье.
В связи с отсутствием метеонаблюдений непосредственно на Лено-Киренгской части территории Б-ЛГЗ, сведения о ее климате довольно приблизительны и основываются на данных метеостанций поселков Тырка и Качуг, расположенных, соответственно, в 22 и 80 км от границ заповедника. Климат Лено-Киренгской части Б-ЛГЗ резко континентальный, характеризуется коротким теплым влажным летним периодом и продолжительной холодной многоснежной зимой. Лето здесь короче и теплее, чем на побережье (июль 16,1°С, август 13,1°С), причем максимум летних температур приходится не на август, как на побережье, а на июль. Зима холоднее (декабрь –24,2 °С, январь –26,7 °С). Сумма активных температур понижается по мере увеличения гипсометрических отметок от 1400-1600 (как это отмечено в Качуге) до 1200-1000° (Иркутская область..., 1993). Продолжительность безморозного периода значительно меньше, чем в Прибайкальской части – 60-89 дней. Заморозки (до -5°С) наблюдаются в конце июня – начале июля в бассейне верховьев Лены. За год выпадает в среднем 315-390 мм осадков, что существенно выше, чем на побережье. Больше половины этого количества (от 66 до 71%) также приходится на теплое время года. В предгорьях осадков еще больше – 600-800 мм, так как Байкальский хребет, являясь естественной преградой на пути западного переноса воздушных масс, вызывает усиленное выпадение дождя и снега на его западном макросклоне (Иркутская область..., 1993). Высота снежного покрова составляет до 100 см и более по мере приближения к Байкальскому хребту. По мере продвижения от западных границ заповедника к Байкальскому хребту наблюдается запаздывание наступления фенологических сезонов.