Холодний Яр — реліктовий лісовий масив площею близько 7000 гектарів. Рельєф Холодного Яру — горбистий, з безліччю глибоких балок з крутими схилами, які місцеве населення називає ярами. Є тут яри Кириковський і Святий, Чорний і Січовий, Гайдамацький і Циган, Поташевий і Гадючий, Червоний і Кривенков, Скарбний і Чернечий. Загальна довжина всіх цих балок, ярів, ярків, байраків і провалів складає близько 250 км. Найглибша і найдовша балка так густо поросла лісом, що в жаркий день сюди не пробивається сонце. Тут завжди віє прохолодою. Напевно, тому і назвали це місце Холодним Яром.
З-під землі на схилах балок б’ють джерела з незвичайно смачною і холодною — навіть влітку — водою. Жителі навколишніх сіл вважають її цілющою. Підземні джерела живлять лісові озера та численні річки. По днищах балок протікають 150 струмків і річок: Сріблянка, Смотрич, Осоту, Косарка, Шумка, Чорнобрівка, Лубенка, Розянка, Суботь, Лаврусиха, Некрасиха та ін. Всі вони є притоками Тясміна. Ще порівняно недавно в Холодному Яру налічувалося 27 озер і ставків із загальною площею водяного дзеркала 36 гектарів. Тепер їх залишилося лише п’ять, водна поверхня скоротилася до трьох гектарів. В урочищі Гайдамацька криниця збереглося невелике, тепер вже майже заросле лісове озерце, в якому, за переказами, гайдамаки святили зброю.
У центрі Холодного Яру знаходиться поросле лісом плоскогір’я діаметром в поперечнику до трьох кілометрів. Його висота над рівнем моря — 224 м. Вважається, що колись один з рукавів або стариць Дніпра омивав плоскогір’я з північного боку. Там протікає тепер річка Ірдень і розташовано велике Ірденське болото.
Головні деревні породи Холодного Яру — ясен і дуб. Проте зустрічається і багато реліктових рослин, які збереглися з дольодовикового періоду. Тут ростуть дуб скельний, азалія понтійська, бересклет карликовий, пролісок білий, ведмедячий лук, орхідеї і безліч інших рідкісних рослин. Лише в Холодному Яру можна зустріти ясен зеленокорий і ясен з мармуровою корою. У лісах є обширні поляни, які суцільно поросли барвінком хрещатим. Таких чагарників немає в жодному іншому лісовому масиві України. Найцінніші ділянки Холодноярських лісів на площі 560 га мають статус пам’яток природи державного значення.
Тутешні дуби вражають розмірами, вік багатьох з них складає 300-500 і більше років. Патріархом тутешніх лісів є тисячолітній дуб-велетень, який росте на поляні недалеко від села Буда. Народ називає його дубом Максима Залізняка. За переказами, під кроною цього дуба гайдамаки давали клятву, не пожалівши живота, боротися з польськими панами, і вже тоді, в 1768 р., дереву було більше восьмиста років. Говорять ще, що під дубом цим збиралися повстанці на чолі з Северином Наливайком, відпочивали Богдан Хмельницький і Павлюк.
Стовбур дуба досягає в обхваті 8,65 м, а загальна маса деревини складає 37,5 куб. м. Шість разів блискавки ударяли в дуб, його могутній стовбур розірваний від низу доверху. Весь в шрамах, цей могутній велетень нагадує сивого воїна-ветерана.
До недавнього часу з дубом Залізняка змагалися ще декілька таких же велетнів, вік яких налічував тисячу і більше років. Від 1000-річного дуба під назвою «Склік» до наших днів залишився лише величезний пень. За переказами, за часів гайдамацького повстання на цьому дубі висів величезний казан діаметром до 1,5 м, в якому гайдамаки варили кашу. Цей же казан служив своєрідним вічовим дзвоном: коли гайдамаків потрібно було скликати на раду, в нього били великою дерев’яною дубиною, і гул цього «дзвону» було чутно за 10 кілометрів. У Січовому яру зберігся пень іншого велетня — 1500-річного дуба діаметром 4,6 м. Під цим деревом, а також під дубом Залізняка, як кажуть, Тарас Шевченко слухав розповіді місцевих жителів про часи Коліївщини. За мотивами цих розповідей він написав поему «Гайдамаки» і вірш «Холодний Яр». Враження від поїздки до Холодного Яру відобразилися на полотнах Т. Шевченка «Матренин монастир», «Дуб на хуторі Буда», «Стінка», «Три хрести».
Окрім дерев — пам’яток природи, в урочищі є значна кількість пам’яток археології, історії, культури. їх налічується близько 150. У Холодному Яру археологи знайшли сліди безлічі археологічних культур, починаючи з трипільської. У Холодноярських лісах збереглися кургани-могильники різних епох і народів, залишки 23 стародавніх городищ, оточених земляними валами, печери, які служили притулком для ченців-відлюдників. Чернече життя в цих місцях зародилося ще в епоху Ярослава Мудрого. Першим монастирем став Матренинський, а до XVIII ст. на просторі між Ржищевом і Чигирином налічувалося, крім Матренинського, ще чотирнадцять монастирів і серед них — Чигиринський, Медведевський, Жаботинський, Мошногорський, Ірденський, Корсунський, Онуфрієвський, Богуславський, Трахтемировський.
Заснування стародавнього Матренинського монастиря відносять до часів Ярослава Мудрого. За переказами, князь подарував землі Холодного Яру своєму воєводі Мирославу, який побудував тут, на стародавньому скіфському городищі, дерев’яну фортецю, оточену високими земляними валами і глибокими ровами. Після загибелі воєводи його вдова Матрена (Мотря) заснувала монастир і стала першою ігуменею. З тієї пори обитель одержала назву Матренинської. Існує переказ, що городище, на якому стоїть Матренинський монастир, пов’язане з іншими городищами підземними ходами, загальна протяжність яких складає 15 кілометрів. Як доказ цієї легенди, місцеві проживання указують на велике число провалів в землі (мабуть, карстового походження).
З Холодним Яром найтіснішим чином пов’язана історія Холодноярської Січі (30-і роки XVIII ст.) і події Коліївщини. Впродовж багатьох років тутешні ліси служили головною базою гайдамаків. Саме в Холодному Яру в травні 1768 р. почалася Коліївщина, на чолі якої встав Максим Залізняк, уродженець тутешньої Медведівки. У 1830-х роках тут знову збиралися гайдамацькі гурти під керівництвом Устіма Кармелюка. У 1918 р. Матренинський монастир став центром українського повстанського руху. Тут було проголошено Холодноярську республіку, яка проіснувала до 1922 р. У роки Другої світової війни в лісах Холодного Яру діяло декілька партизанських загонів.
