Горно-лесостепной массив, расположенный в долинах рек Сакмара и Куруил, представляет собой контрастно расчлененный при­речный мелкосопочник с высшей отметкой 577,8 м. Перепад высот на 350-370 м на коротком расстоянии определяет глубокое эрозионное расчленение восточного и западного склонов уз­кого междуречного плато. Крутые склоны нередко сменяются обрывами, холмы, гряды и горные балки часто увенчаны скалистыми останцами высо­той до 10-15 м.

По своему экосистемному покрову Шайтантау являются южным окончанием обширной низкогорно-лесной экосистемы Южного Урала, выдвинутым в пределы степной зоны. Узкие полосы водоразделов здесь заняты горной ковыльно-разнотравной луговой степью, где доминируют ковыли узколи­стный и Залесского, овсец Шелля, порезник сибирский, горец альпийский, сон-трава. Характерными являются заросли степных кустарников. На крутых склонах южных и западных экспозиций развита каменистая степь. На выходах известняков обычны куртины можжевельника казацкого. Вниз от водораздельной степи к рекам Сакмара, Куруил и Бухарча тянется по склонам сплошная неширокая полоса широколиственных лесов. Западные и южные склоны хребта, а также вершины распадков заня­ты светлыми дубняками с густым травяным покровом из сныти, вейника, ежевики. По узким, глубоким северным распадкам растут густые липово-ильмовые леса с участием осины и березы. У верхней границы леса, на седловинах и местами на водо­разделе господствуют редкостойные березово-осиновые рощицы. На опушках леса и в вершинах логов встречаются оди­ночные сосны и лиственницы.

На Шайтантау типично лесные виды животных – бурый медведь, белка, рысь, куница, глухарь – соседствуют со степными, такими как сурок-байбак, степная пищуха, слепушонка, степная мышовка, рыжева­тый суслик, большой тушканчик. Много лосей и косуль. В поймах рек на высоких осокорях устраивает свои гнезда скопа. Известны на гнездовании балобан и сапсан. В разреженных припойменных лесах и в нагорных дубняках обитает могильник.

В травостое степей Шайтантау присутствуют реликто­вые и эндемичные растения, в том числе эндемики пырей инееватый, остролодочник колосистый, гвоздика уральская. Многие из отмеченных здесь видов животных и растений занесены в Красные книги РФ и области. Таковы, например: беркут, могильник, балобан, сурок, пищуха степная, аполлон и др. животные; ковыли Залесского и перистый, тонконог жестколистный и др. растения.

Необходимость охраны экосистем хребта обосновывается в трудах многих исследователей: И.М. Крашенинникова (1939), С.В. Кирикова (1959), Е.В. Кучерова (1991), А.А. Чибилева (1987, 2000) и других. Южная часть хребта находится в пределах Оренбургской области и вошла в состав перспективного государственного заповедника «Шайтантау». Проекты организации заповедника на площади около 10,8 тыс. га (из них 7,9 тыс. га – на прилегающей территории Республики Башкортостан) подготовлены в 1991-1992 годах. При доработке проекта в 1994-1995 годах его площадь сократились в два раза (9521 га) за счет исключения земель сельскохозяйственного назначения. Включение территории в перечень перспективных федеральных ООПТ до 2010 года в некоторое мере активизировало деятельность по организации заповедника. В 2007 г. при МПР РФ сформирована рабочая группа по подготовке проектной документации и постановке земель на кадастровый учет

С 2012 года - государственный природный заповедник