喀斯特地貌是巴西东南热带雨林保护区最典型的地理特征。深邃的河谷加上雄伟的山峰点缀其间，形成了一幅壮丽的雨林风光。大西洋东南热带雨林保护区包含河口的泻湖，大量的沼泽地一直延伸到泻湖内的盐湖中。由海沙堆积而成的沙丘在海滩上排成一列，连绵不断。陆地和海洋之间是一些与海岸线平行的岛屿 。雨林的小山上有一些河流和喷泉、瀑布，它们汇集一处，水势磅礴，蔚为奇观。大西洋东南热带雨林保护区是地球上最古老的底层，由第三纪火山喷发而成。还有一些地区由一系列石灰质山丘形成了岩溶地形。由于该地降雨丰富，空气湿度大，所以产生了众多的溶洞及钟乳石、石笋、石柱等。
大西洋东南热带雨林保护区属亚热带湿润气候。全年最热的月份是二月，平均温度22℃；最冷的月份是七月，平均温度18℃。该地区全年气候湿润，年平均降水量在1200～1500毫米之间，大西洋东南热带雨林保护区内有保存完好的种类繁多的濒危大西洋雨林物种。在其中一些地方，已发现450多种木本植物，这甚至比亚马逊河雨林的品种还要多。保护区内主要的植被是高低不齐的大西洋雨林。葱郁的森林掩映着河谷，偶尔会见到30米高的树木直上云霄。植被种类因海拔高度的不同而异。而过渡带森林的物种划分则与土壤层的厚度、肥沃程度和湿度有关。略低些的树木群一般生长在海拔80～900米间，以樟科、桃金娘科、大戟科居多，棕榈树所处的海拔更低。在海拔900～1300米的地方，生长着一片七、八米高的相对较低的林木，其中的代表树木是罗汉松。在这里，还处处可见真菌、色彩奇异的兰花和凤梨科植物。到海拔1300米以上，在更为潮湿的地带上是以泥炭藓种植物为主的草地。在石灰质土壤中生长着众多本地特有的、生长期为半年的大西洋森林物种，在沿海岸，还有大面积的红树林和灌木丛带。
大西洋东南热带雨林保护区有各种各样的动物群，其中的濒危物种受到当地政府的特别保护。哺乳动物有120来种，其数量之多在巴西是首屈一指的。在如此众多的动物中，美洲虎、虎猫、灌木狗、水獭及20多种蝙蝠和各种濒临灭绝的物种尤为引人注目。最近新发现的黑面狮子是这一地区特有的动物。大西洋东南热带雨林保护区的鸟类各异，有记载的就有350种。该保护区是南美冠雕及前半身为黑色的冠雉的重要栖息地。本地的溶洞里繁衍着大量的微生物（以节肢动物为主）。
大西洋东南热带雨林保护区现已发掘出50多处考古地点，在其中的一些考古点发现了贝壳、陶器以及石制工具。此地还是一个林区传统文化的中心，有些居民至今仍在使用班图语，并且保持着他们祖先的风俗。 这一地区是巴西最穷的地方之一，当地居民以农民为主，他们世代居住在这里，以农业和摘取森林果实为生。
