La Riserva si sviluppa in gran parte (1514 ha) nel territorio demaniale regionale, sia nel distretto tirrenico, valle del Bisenzio, che in quello adriatico, valle delle Limentre. Il paesaggio della Riserva si caratterizza per la presenza di estese foreste, formate soprattutto da dense faggete (la formazione vegetale più comune), castagneti, rimboschimenti di conifere e boschi misti a dominanza di carpino nero e/o roverella. In questi boschi spicca la presenza di un esemplare secolare di faggio di notevoli dimensioni detto "Faggione di Luogomano", la cui chioma copre una superficie di circa 600 mq.