湖南炎陵桃源洞国家级自然保护区位于湖南省东南边陲，地理坐标为东经113°56′30″～114°06′20″，北纬26°18′00″～26°35′30″，总面积23786公顷，属森林生态系统类型自然保护区，其中核心区面积7275公顷，缓冲区面积6396公顷，实验区面积10115公顷。炎陵桃源洞保护区于1982年经省人民政府批准建立省级自然保护区，2002年经国务院批准晋升为国家级自然保护区。

炎陵桃源洞自然保护区位于南岭山地向湘中丘陵过渡的边缘地带，属中山地貌，由万洋山为主体组成，海拔1000米以上的山峰有103座，山体多呈南北走向，地势由东南向西北倾斜。东南地势高耸但地形开阔，属高山台地；西北地势较低，但山峦重叠，地势险峻，沟谷纵横。区内最高海拔神农峰（酃峰）2115.4米，为湖南省第一高峰。保护区属中亚热带季风湿润气候，日照少，气温低，降水多，空气湿度大，风速小，气候垂直变化大，具有典型的山地气候特征。保护区内溪流纵横交错，有一百多条溪流山泉发源于此。河流经陡峭的山崖从半空跌落，在境内形成大小瀑布千余处。

炎陵桃源洞自然保护区主要保护中亚热带南部亚地带向北部亚地带过渡区域的原始森林生态系统和珍稀动植物及其栖息地。经多次考察，查明保护区内维管束植物有215科896属2019种，其中种子植物有176科808属1804种。国家一级重点保护野生植物有资源冷杉、银杉、银杏、南方红豆杉等，国家二级重点保护野生植物有福建柏、闽楠、野大豆、厚朴等。保护区内发现陆生脊椎动物共25目70科212种，其中两栖纲24种，爬行纲40种，鸟纲106种，哺乳纲42种。国家一级重点保护野生动物有豹、云豹、白颈长尾雉、黄腹角雉、穿山甲等，国家二级重点保护野生动物有藏酋猴、水獭、水鹿等。