Ялтинський гірничо-лісовий заповідник було створено в 1973 р. Площа його складає близько 14,5 тис. га, з них 11 тис. га покрито лісом, 1800 га займають кам’янисті розсипи, близько 900 га — круті схили і більше 100 га — луги.
Кримські гори складені вапняками і сланцями тріасового та юрських періодів. На південь, у бік моря, вони обриваються грізними скельними стінами — місцями майже прямовисними, місцями ступінчастими, але усюди труднодоступними. Північні схили масиву є не такими крутими, їх суцільно покривають широколистяні ліси.
Головна гряда Кримських гір розділяється долинами на низку окремих масивів, поверхня яких майже плоска. Сильні вітри не дозволяють тут рости деревам, проте велика кількість вологи і сонця є сприятливими для гірських лугів. Цей особливий ландшафт називають яйла (від татарського «яй» — літо, «яйла» — літнє пасовище). Вершинна частина яйли складається зі світлих щільних, деколи мармуроподібних вапняків. Нижня частина південного схилу Кримських гір (Південний берег) була утворена чорними глинистими сланцями.
Один із столових масивів-яйл носить назву Ай-Петрі. Ай-Петрінська яйла простягається зі сходу на захід на 25 км і займає площу більше 300 кв. км. На заході вона закінчується глибокою сідловиною Байдарські ворота, а в її східній частині піднімається частокіл кам’яних стовпів на вершині гори Ай-Петрі. Ця гора заввишки 1231 м дала назву всьому плато і стала одним із символів Південного берега Криму.
«Ай-Петрі не є найвищою горою Криму, але вона здається надзвичайно величезною, тому що стоїть вся перед вами, — писав в «Нарисах Криму» Є. Л. Марков. — Це гора-замок — чарівний, надхмарний замок. Із зруйнованими баштами, з прямовисними обривами стін, із зубцями, обгризеними часом, — замок, гідний байронівського Манфреда. Не знаю, чи є в Криму гора більш мальовнича за Ай-Петрі. Вона зовсім не така близька, як здається вам з Алупки. Ви можете здогадатися про це по тонко-синьому тону її фарб. Вона здається близькою тому, що стоїть над всім і за всім, що ви звідси бачите, — загороджуючи небо, майже нависаючи над головою вашою».
Поверхня яйли — майже безводна. Юрські вапняки, які складають плато, швидко поглинають опади, вбирають талі снігові води. Товща глинистих сланців не пропускає цю воду вниз і вона накопичується в підземних порожнечах, звідки виходить на поверхню на висоті 400-500 м у вигляді численних джерел, які живлять гірські річки і струмки. Річки Ялтинського заповідника — Хастобаш, Учан-Су, Дерекойка, Авунда, Путаміси та інші — короткі (7-10 км), мілководі, деякі з них в посушливі роки висихають. Тут знаходиться найбільший з кримських водоспадів — Учан-Су (у перекладі з тюркської — вода, яка «летить»). Вода падає з висоти близько 100 м, її шум чутно за 1-2 км. Водоспад утворює два каскади. Прориваючись між скель, вода розбивається об уступ, утворюючи велетенський казан з прозорою водою.
«Ще здалеку гул падаючих вод наповнює ваш слух і приковує всю увагу вашу; близько цей гул перетворюється на ревіння, — ділиться своїми враженнями від водоспаду Учан-Су Є. Л. Марков. — Тремтіння стоїть в лісі, в повітрі. Нарешті останні ряди сосен розступилися... ви опинилися над обривом. З недосяжної висоти, з піднебесся, загородженого кам’яною стіною скель, з несамовитим натиском мчать над самою головою вашою маси вод, темно-бурі, з піною, щойно витоплені сонцем з альпійських снігів Яйли; усіма тяжкими грудьми своїми вони рушаться з обриву гігантської стіни на один уступ, потім на іншій і скидаються, нарешті, суцільним полотном в прірву, над якою ви тепер стоїте. Ви бачите, з якою скаженою злістю вони клекочуть і танцюють там, затиснуті каменями, ними ж відірваними, гризуть і тріпають їх і, вирвавшись, летять один через одного, із завиванням, з плескотом, вниз до моря, через лісову прірву...»
Схили водоспаду покрилися водоростями і мохами, тут росте красива папороть «Венерине волосся». Влітку водоспад пересихає і тече декількома цівками. На гребінь Учан-Су виводить так звана Штангеєвська стежка, прокладена наприкінці XIX ст. ялтинським лікарем Ф. Т. Штангеєвим. Якщо пройти вгору руслом річки, то можна помилуватися ще трьома мальовничими водоспадами. На території заповідника є багато карстових вирв і колодязів завглибшки до 20-30 м. Під нижнім краєм обриву Ай-Петрінської яйли розташована печера Іограф. Вхід в неї знаходиться на висоті 1250 м над рівнем моря, глибина нижнього ярусу — 54 м; підлога і стеля прикрашені сталактитами і сталагмітами. Відомі й інші карстові печери: Жемчужна (її глибина 35 м), Місхорська (40 м), Камнепадна (105 м), Медова (60 м), Висяча (15 м).
Ліси заповідника протягнулися вузькою смугою (вширшки від 1 до 8 км) уздовж південного схилу Головної гряди Кримських гір. «Після гарячої блакитної спеки зверху і розжареного гострого каменя внизу ви раптом упливаєте непомітно вглиб тихого лісового моря, — пише Є. Л. Марков. — Ви рухаєтеся серед неймовірних сірих колонад, охоплені довкруги зеленою сіткою, яка колихається... Високо над вами і далеко навколо вас дихають мільйони зелених вуст і мерехтять мільйони золотих очей... По стовбурах, по землі, по листю, після вас самих безшумно переповзає щось тремтяче і миготливе. Тихо на м’якому дні цього моря, яке живе... Килими сухого листя постелили широкі, спокійні лощини, які неглибокими чашами йдуть вниз і вгору від дороги. У цих м’яких і безмовних лощинах ростуть прекрасні дерева...»
Ліси Ялтинського заповідника утворюють на південному схилі гір три вертикальні пояси: кленово-дубових лісів і чагарників, змішаних лісів з переважанням кримської сосни і лісів південної частини гірських яйл. У нижній частині гір соснові ліси перемежаються з кленово-дубовими. Вище на гірських схилах з’являються граби звичайний і східний, лісова яблуня, горобина. Пояс лісів з буку і сосни звичайно починається з висоти близько 900-1000 м над рівнем моря і тягнеться до межі з яйлою. Окрім основних порід, тут зустрічаються окремі екземпляри сосни кримської, клен Стевена, граб, бересклет. На найвищій межі з яйлою різко виділяються так звані прияйлинські сосняки — низькі, дуже рідкісні; швидше, це рідколісся. Вершинна поверхня яйли майже безлісна, лише подекуди під захистом скель зустрічаються чагарники буку, клена рівнинного, ясеня, горобини, граба тощо. Поблизу вершини Ай-Петрі лежать ліси буків на висоті 1240 м над рівнем моря.
Флора заповідника — багата і різноманітна. Тут налічується близько 1400 видів рослин — більше половини всіх видів, які мешкають в Криму. 55 видів рослин занесли до Червоної книги. Особливу цінність являють собою чотири унікальні гаї суничного дерева: Байдаро-Кастропольський, Алупкінський, Ай-Тодорський (найбільший в Криму — 4700 дерев) і Ялтинський. Вічнозелене суничне дерево відрізняється своєрідною гладкою червонуватою корою, тонкий зовнішній шар якої щорічно змінюється. У сосновому лісі можуть зустрітися дуби пухнастий і скельний, клени, жасмин, ладанник, рускус понтійський. На сухіших місцях панує лугово-степова рослинність з переважанням типчаку, келерії, багаття. Тут можна зустріти такі рослини, як булатка, коручка, любка гірська, зубянка п’ятилистяна, астрагал, ясенець, підлісник, цирцея, шавлія, беладона, кочедижнік, тайник овальний, піон, фіалка біла, конвалія, живиця, гвоздика голівчаста і ін. З рідкісних видів зустрічаються штернбергія зимовникоквіткова, фіалка низька, коров’як чорноморський, еремурус кримський, надбородник безлистий, гудаєра повзуча, грушанка мала, смолівка ялтинська, лобулярія приморська, тис ягідний. Особливий інтерес представляють декілька дуже старих екземплярів тису ягідного, які ростуть на галявині на північний схід від зубців Ай-Петрі. Вік найстарішого з цих велетнів складає більше тисячі років.
Фауна заповідника не є багатою, що взагалі характерно для Кримського півострова. Із ссавців тут мешкають благородний олень, косуля, муфлон, лисиці, борсуки, ласки, кам’яна куниця, зайці; з птахів — гриф, чорноголова сойка, дятел, чорний дрізд, зяблик, щиголь, гірська вівсянка, лазорівка, клест, чиж. Серед плазунів та земноводних — кримський гекон і кримська ящірка, мідянка, леопардовий і жовтобрюхий полози, жовтопуз, гребінчастий тритон, квакша, озерна жаба, зелена жаба; у водоймищах — струмкова форель, гольян, голавль, вусань тощо.
В межах заповідника є чимало самостійних пам’яток природи, які представляють величезний інтерес: водоспади Учан-Су і Яузлар, скелі lсap, Таракташ і Ставрі-Кая, Плюшевий і Суничний гребені, урочище Пендікюль, Кучук-Койський кам’яний хаос, скеля Іфігенія, гора Піляки, сосна-«літак» на плато Ай-Петрі, «п’яний» сосновий гай — хаотичне переплетіння дерев-гігантів, які нахилили стовбури в різні боки, що є результатом дії величезного обвалу.
На початку XX ст., за ініціативою Ялтинського гірського клубу було прокладено одну з популярних пішохідних стежок в Криму — Боткинську. Петляючи гірським лісом, вона піднімається на скелю Ставрі-Кая (760 м над рівнем моря), звідки відкривається неповторна панорама Ялти та її околиць.
