Заповедник расположен на стыке двух физико-географических зон: Среднесибирской и гор Южной Сибири, представленных Приленской провинцией и Байкало-Становой областью. Территория Государственного заповедника «Олемкинский» входит в состав таежной зоны, Восточно-Сибирский таежный мерзлотный район.
Заповедник расположен на границе Приленского плато и Алданского плоскогорья, включая подразделения Алданского плоскогорья – Верхне-Амгинские средневысотные горы, Нижне-Чугинское останцовое цокольное плато.
На севере Алданское нагорье постепенно переходит в Приленское плато. Южная граница Приленского плато в пределах заповедника проходит на широте: устье реки Крестях – долина реки Амга, у ее правого притока – речки Онхой.
Территория заповедника расположена в бассейне реки Олекма и многочисленных ее притоков. Гидрологическая сеть развита и представлена 85 реками и ручьями протяженностью от 3-х до 110 км. Все реки заповедника принадлежат бассейну реки Лена. Судоходной является река Олекма, протекающая в пределах заповедника на протяжении около 140 км. Истоки Олекмы находятся в юго-западной части Олекминского Становика. Это один из самых крупных правых притоков реки Лена. К крупным рекам, протекающим по территории заповедника, следует отнести реки: Амга – протяженностью 72 км и Туолба – протяженностью 81 км (по территории).
Площадь большинства озер небольшая. Озера расположены в основном на днищах долин и карах. Питаются в основном они от снежников и большую часть года находятся подо льдом. Большинства озер является источником рек и их притоков.
По общему характеру растительного покрова территория южной Якутии входит в провинцию светло-хвойной среднетаежной подзоны. Преобладающая часть растений принадлежит к бореальным видам. Основным эдификатором является лиственница Гмелина (Larix gmelinii), встречающаяся здесь в самых различных условиях обитания. Ей сопутствует ольха (Alnaster fruticosa), ерниковые березы (Betula Middendorfii, B. Exilis и др.). К лиственнице примешиваются другие породы, на отдельных участках вытесняющие ее: пихта сибирская (Abies sibirica), сосна сибирская (Pinis sibirica), ель сибирская (Picea obovata). На супесчано-суглинистых почвах наблюдается примесь сосны обыкновенной (Pinus silvestris). К местам развития современных форм карста приурочены заросли березы и осины, образующие сообщества с подлеском из элементов дубравного типа: рябины сибирской (Sorbus sibirica), свидины белой (Swida alba), черемухи обыкновенной (Padus avium) и др. На заливаемой пойме в бечевниках встречается тополь душистый (Populus suaveolens), на песчаном и песчано-галечном аллювии на участках сквозных и глубоких нескозных таликов произрастает чозения (Chosenia arbutifolia).
В среднем течении Олекмы лиственнично-елово-кедровые леса с примесью березы, осины и тополя образуют более или менее крупные массивы среди господствующей лиственничной тайги.
Территория заповедника является постоянным местом обитания основных охотничье-промысловых животных: соболя, белки, медведя, лося, дикого северного оленя, кабарги, изюбря. Разнообразный ландшафт и богатая флора заповедника обеспечивает жизнь более чем 40 видам млекопитающих и более 200 видам птиц. В заповеднике встречаются ряд редких и исчезающих видов птиц, занесенных в Красную книгу РФ: орлан-белохвост (Haliaeetus albicilla (Linnaeus)), филин (Bubo bubo (Linnaeus)), скопа (Pandion haliaetus (Linnaeus)), сапсан (Falco peregrinus Tunstall), кречет (Numenius madagascariensis Linnaeus), беркут (Aquila clanga (Linnaus)), дальневосточный кроншнеп (Numenius madagascariensis Linnaeus), черный журавль (Grus monacha Temminck), черный аист (Ciconia nigra (Linnaeus)), чирок-клоктун (Anas formosa Georgi) и другие.
Млекопитающие представлены 6 отрядами: хищники (бурый медведь, волк, росомаха, рысь, лисица, выдра, норка, колонок, соболь, горностай, ласка), парнокопытные (лось, изюбрь, северный олень, косуля,кабарга), зайцеобразные (заяц-беляк, северная пищуха), насекомоядные (обыкновенная кутора, бурозубки средняя, малая и еще 4 вида), грызуны (белка, белка-летяга, ондатра, полевки красная, красносерая, большеухая, темная, экономка, лесной лемминг) и рукокрылые (бурый ушан, водяная ночница, северный кожанок, ночница Иконникова), 5 видов млекопитающих внесены в Красную книгу Якутии.
Фауна рептилий и амфибий бедна видовым составом, что характерно для Южной Якутии. Из этих животных на территории заповедника встречается: сибирский углозуб, остромордая, сибирская, дальневосточная лягушки, обыкновенная гадюка, живородящая ящерица. Все они ( кроме сибирской лягушки) занесены в Красную книгу Якутии.
Ихтиофауна заповедника типична для бассейна верхнего течения реки Лена. Наиболее обычными обитателями водоемов являются елец, 2 вида гольянов, сиг, таймень, хариус, ленок, налим, окунь, щука и другие.
На территории заповедника и охранной зоны на протяжении 133 км по берегам Олекмы выявлено 8 писаниц, 22 стоянки, два погребения древнего человека периода палеолита.
В районе рек Малая Джикимда и Курунг найдены стоянки палеолитического человека.
ТУРИСТИЧЕСКИЕ МАРШРУТЫ
1. Маршрут - Сплав по р. Олекма.
Протяженность маршрута 120 км.
Краткое описание маршрута: на всем протяжении маршрута живописные берега р. Олекма с причудливыми скалами - останцами, обширные галечные и песчаные косы, мощные наледи- тарыны, обилие цветов, ягод, грибов. Многочисленные археологические памятники- стоянки, захоронения, жертвенники, наскальные рисунки. В зависимости от времени года можно наблюдать и фотографировать различных диких животных и птиц. Рыболовы-спортсмены имеют возможность поймать на спиннинг ленка, хариуса, тайменя.
Рекомендуемая целевая аудитория посетителей (школьники, любители птиц и т.д.): любители водного туризма, натуралисты-фотографы.
Обустройство и оборудование маршрута: на протяжении маршрута имеется на территории охранной зоны в устье р. Тарын - переходная избушка- балок.
2. Маршрут - экологическая тропа по долине р. Малая Джикимда.
Протяженность маршрута - 7 км.
Краткое описание маршрута: маршрут проходит по старой оленегонной тропе от р. Олекмы до г. Алдана. Тропа начинается от научного стационара Джикимда до урочища "Первый Аян". Вдоль тропы наблюдается смена ландшафтов, характерных для светлохвойной тайги, лесное озеро, переход через небольшую таежную реку. На Аяне возможно в июне-июле увидеть наледь.
Рекомендуемая целевая аудитория посетителей: экскурсионный маршрут для школьников, исследующих лесные экосистемы.
Обустройство и оборудование маршрута: начало маршрута - научный стационар Джикимда с двумя жилыми домами, летней кухней, баней
3. Маршрут - экологическая тропа на устье р. Большая Джикимда.
Краткое описание маршрута: маршрут пролегает по пойме реки Олекма от научного стационара Джикимда до устья реки большая Джикимда. По маршруту предполагается пересечение пяти ручьев. Маршрут пролегает по ягодникам (брусничникам и голубичникам), Предполагается увидеть многообразие лесных экосистем.
Рекомендуемая целевая аудитория посетителей (школьники, любители птиц и т.д.): школьный маршрут в виде экологической тропы.
Обустройство и оборудование маршрута: начало маршрута - стационар Джикимда с двумя жилыми домами, летней кухней, баней.
Государственный природный заповедник "Олёкминский" был создан в 1984 году как первый в Якутии заповедник.
Основой при обосновании создания заповедника послужило то, что представленная территория является типичным участком горно-таежных лесов юга Якутии, где встречаются в разном сочетании все основные лесообразующие породы, характерные для лесов юга Сибири. Здесь проходит северовосточная граница распространения кедра сибирского. На отдельных участках он образует настоящие кедровники, в примеси же к другим породам встречается, за исключением сухих сосняков, практически повсеместно. На юго-востоке заповедника, на высотах 800-900 м н.у.м., кедр с елью сибирской образуют кедрово-еловые зеленомошные леса.
В сравнении с остальной территорией Олёкминского района территория заповедника характеризуется наибольшим ландшафтным разнообразием, в том числе и в сравнении с Чаро-Токкинским междуречьем. Здесь представлены все природные комплексы от пойменных до высокогорных, что позволяет рассматривать Олёкминский заповедник в качестве эталона бореальных лесов Южной Якутии.
Заповедник расположен в пределах Олёкминского административного района и удален от г. Олёкминска на 180-200 км. Ближайший населенный пункт - эвенкийское село Куду-Кюель находится от заповедника в 80 км ниже по течению Олёкмы. Западная граница заповедника проходит по правому берегу Олёкмы, южная - от реки Тай-Хайко (приток р. Олёкма) идет в широтном направлении по предгорьям Станового хребта. Восточная граница тянется по Амгинскому гольцовому хребту и совпадает с границей двух административных районов - Олёкминского и Алданского. Северная граница по р. Бедердях выходит на водораздел Олёкмы с рекой Туолба, пересекает ее и выходит к верховьям р. Амга. Территория представляет собой компактный лесной массив прямоугольной формы размером приблизительно 140 х 60 км.