牯牛降古稱“西黃山”，是黃山山脈向西延伸的主體，以雄、奇、險、秀著稱，山嶽風光秀美綺麗。境內有36大峯、72小峯，36大岔、72小岔。《江南通志》記載，黃山有三十六垣（yuan，頹垣斷壁），與歙之黃山相峙，其最高者古牛崗可望匡廬。可見，牯牛降在古代就與黃山齊名，最高峯“牯牛大崗”，海拔1727.6米，似牯牛頂天而立。與著名的黃山（1873）、清涼峯（1787）同爲皖南三座高峯，自西向東，猶如三尊巨人，並肩屹立在安徽南部。
牯牛降歷經滄海桑田的變化，約在8.5億年前的雪峯造山運動中，使其主體抬起，結束海侵歷史，在距今約2億年逐步形成的中生代印支運動中，使牯牛降的北部也抬起，與其主體融爲一體，並有花崗閃長巖體侵入。後又經燕山運動、喜馬拉雅山運動，大自然的偉力和奇巧，將牯牛降山體塑造得雄偉而綺麗，峯巒巍峨，峭壁深淵，成爲皖南又一座壯麗的大山。由於牯牛降山區成陸歷史悠久，地形變化複雜，所以至今還能發現大量曾經生活在距今約7000萬至200萬以前的第三紀和第四紀早期的古老動植物種類。如：第三紀以前的孑遺樹種杉木、紅豆杉、三尖杉等，銀杏則是著名的“活化石”。
牯牛降蘊藏着大量的生物種類。據不完全統計，這裏有各類植物230科、726屬、1348種，其中有國家重點保護的植物13種、動物29種，另外，這裏爬行類也很豐富，其中蛇類就有26種以上，故稱爲“蛇的王國”。
正是因爲這裏自然條件複雜，生物資源豐富，生態系統完好，使牯牛降成爲“華東地區動植物基因庫”，被生態學者稱爲“綠色自然博物館”。牯牛降既是我國著名的綜合自然保護區，也是一處不可多得的山嶽型旅遊風景區。這裏青山綠水相依，煙雲變化無常，於險峻中見溫柔，秀美中見恬靜，奇幻中見優雅，生態環境極爲優美，自然風光集雄、奇、幽、秀於一身。而且，這裏人傑地靈，有着濃厚的文化底蘊和光榮的革命傳統。有明末復社領袖、文學家、愛國詩人吳應箕的遺蹟、古雪山民釣石，以及折射着中國大半個世紀歷史風雲的標語牆……