หลักประกันในการที่จะรักษาพันธุ์ของต้นไม้ พืช และสัตว์ป่าไว้ได้จำเป็นจะต้องอาศัยพื้นที่ป่าอนุรักษ์ขนาดใหญ่ที่มีความต่อเนื่อง มิใช่มีหลายแห่งแต่กระจัดกระจายเป็นหย่อมเล็กหย่อมน้อย เหมือนเกาะที่อยู่กลางสมุทรที่ขาดการเชื่อมโยงติดต่อกัน
เขตรักษาพันธ์สัตว์ป่าห้วยขาแข้ง ตั้งอยู่ในเขตอำเภอบ้านไร่และอำเภอลานสัก จังหวัดอุทัยธานี และอำเภออุ้มผาง จังหวัดตาก ครอบคลุมพื้นที่เป็นต้นน้ำของลำห้วยสายหลัก คือ ลำห้วยขาแข้ง ลักษณะภูมิประเทศโดยทั่วไปเป็นเทือกเขาสลับซับซ้อนที่ก่อให้เกิดสภาพของที่ลุ่มต่ำริมลำห้วย ความสูงของพื้นที่จากระดับน้ำทะเลปานกลาง ตั้งแต่ 250 เมตรขึ้นไป จนถึงยอดเขาสูงถึงประมาณ 1,550 เมตร ลักษณะของพื้นที่เป็นสันเขาต่อเนื่องสองข้างกับลำห้วยขาแข้ง ที่วางพาดพื้นที่จากเหนือลงใต้ โดยมีเขาปลายห้วยขาแข้งเป็นจุดเริ่มต้นของลำห้วยสำคัญสายนี้ ตามสบห้วยจากลำห้วยสายใหญ่ๆ หลายสายที่มาบรรจบกับลำห้วยขาแข้ง ก่อให้เกิดเป็นที่ลุ่มกว้างใหญ่ริมลำห้วย เช่น สบห้วยแม่ดี สบห้วยไอ้เยาะ และสบห้วยกระดิ่ง เป็นต้น
เขตรักษาพันธุ์สัตว์ป่าแห่งนี้ได้รับการประกาศให้เป็นเขตรักษาพันธุ์สัตว์ป่า เมื่อปี พ.ศ. 2516 มีพื้นที่ 1,019,375 ไร่ เนื่องจากเป็นป่าธรรมชาติที่รวมเอาความหลากหลายของสภาพป่าที่เป็นที่อยู่อาศัยของสัตว์ป่านานาชนิด ตั้งแต่ ช้างป่า กระทิง วัวแดง สมเสร็จ เสือลายเมฆ รวมถึงสัตว์ป่าขนาดเล็ก นก และสัตว์ป่า ประเภทสะเทินน้ำสะเทินบก สัตว์เลื้อยคลาน และปลาน้ำจืด ในบรรดาสัตว์เหล่านี้ มีสัตว์ป่าที่หายาก และได้รับการกำหนดสถานภาพว่ากำลังจะสูญพันธุ์ไปรวมอยู่ด้วยหลายชนิด เช่น เลียงผา เสือโคร่ง เสือดาว เสือลายเมฆ ลิงไอ้เงี้ยะ ชะนีมือขาว หมาใน และเก้งหม้อ เป็นต้น ต่อมาในปี พ.ศ. 2529 รัฐบาลได้เห็นความสำคัญตามข้อเสนอของคณะกรรมการสงวนและคุ้มครองสัตว์ป่า พื้นที่ป่าสงวนตอนใต้ ซึ่งเป็นแหล่งป่าสัมปทานทำไม้ของบริษัทไม้อัดไทย เป็นป่าสำคัญที่ยังไม่ผ่านทำไม้และเป็นแหล่งอาศัยแหล่งสุดท้ายของควายป่าและนกยูงประกอบกับจะทำให้ป่าอนุรักษ์ผืนนี้มีขนาดใหญ่พอที่จะรักษาชนิดพันธุ์ของสัตว์ป่า โดยเฉพาะอย่างยิ่งชนิดที่หายากไว้ให้ปลอดภัยไปได้ จึงได้มีการประกาศผนวกพื้นที่ป่าตอนใต้รวมเข้ากับพื้นที่เดิมของเขตรักษาพันธุ์สัตว์ป่าอีกจำนวน 589,775 ไร่ จึงทำให้เขตรักษาพันธุ์สัตว์ป่าห้วยขาแข้งมีพื้นที่รวมกันทั้งสิ้น 1,609,150 ไร่ หรือประมาณ 2,575 ตารางกิโลเมตร
พื้นที่ป่าอนุรักษ์ผืนนี้ เป็นที่รวมความหลากหลายทางธรรมชาติไม่ว่าเป็นแหล่งน้ำ ซึ่งมีลำห้วยขาแข้งเป็นสายน้ำหลัก มีความยาวผ่านตลอดจากเหนือลงใต้ภายในเขตรักษาพันธุ์สัตว์ป่า คิดเป็นระยะทาง 90 กม. มีน้ำไหลตลอดปีลำห้วยนี้บางแห่งมีความกว้างถึง 60 เมตร สภาพของลำห้วย ประกอบด้วย ดอนทรายหาดกรวดหิน วังน้ำลึกเป็นช่วงๆ ป่าห้วยขาแข้งเป็นแหล่งรับน้ำที่สำคัญของเขื่อนศรีนครินทร์ นอกจากนี้ยังมีลำห้วยสายหลักที่รับน้ำแล้วปล่อยให้ไหลลงสู่ลำห้วยขาแข้ง เช่น ห้วยแม่ดี ที่อยู่ทางตอนใต้ของพื้นที่ รับน้ำจากยอดเขาใหญ่และยอดเขาน้ำเย็นในเขตอำเภอบ้านไร่ ลำห้วยแม่ดีความยาว 38 กม.
ลำห้วยไอ้เยาะ อยู่บริเวณตอนกลางของพื้นที่ที่รับน้ำจากเทือกเขาเขียว ห้วยไอ้เยาะความยาว 30 กม. ทางตอนบนมีห้วยกระดิ่งรับน้ำจากเทือกเขาดอยหินแดง ส่วนด้านทิศตะวันออกเฉียงเหนือ ยังมีพื้นที่รับน้ำแยกลงไปยังห้วยทับเสลา ที่ลำเลียงน้ำไปเลี้ยงอ่างเก็บน้ำของเขื่อนทับเสลา ที่อยู่นอกเขตรักษาพันธุ์สัตว์ป่าทางด้านทิศตะวันออก
สภาพอากาศในพื้นที่เขตรักษาพันธุ์สัตว์ป่าห้วยขาแข้ง จัดว่าอยู่ในระหว่างกึ่งโซนร้อนกับโซนร้อน อิทธิพลของลมมรสุมตะวันตกเฉียงใต้มีอิทธิพลอยู่มากที่ทำให้มีฝนเกือบตลอดฤดูฝน พายุโซนร้อนในทะเลจีนใต้เป็นที่มาของน้ำฝนส่วนใหญ่ ในพื้นที่ ในราวเดือนกันยายนถึงเดือนตุลาคม อุณหภูมิโดยทั่วไปไม่สูงหรือต่ำจนเกินไปจึงทำให้เกิดความเหมาะสมต่อการอยู่อาศัยของสัตว์ป่าหลายชนิด ทั้งสัตว์ป่าที่กระจายถิ่นกำเนิดทางตอนเหนือและจากตอนใต้ที่กระจายขึ้นมาอยู่ในบริเวณนี้

ความเหมาะสมของสภาพภูมิประเทศ ปริมาณความชื้น และอากาศทำให้ป่าห้วยขาแข้งเป็นศูนย์รวมของสภาพป่าไม้หลายชนิด นับตั้งแต่ป่าดงดิบเขาที่ระดับความสูงตั้งแต่ 1,000 เมตรขึ้นไป ป่าดงดิบชื้นที่มักขึ้นอยู่ตามหุบเขา และสองฝั่งลำห้วยสายใหญ่ ป่าดงดิบแล้ง ป่าเบญจพรรณนี้มักพบมีไม้ไผ่ขึ้นปะปนอยู่ ป่าเต็งรัง ป่าไผ่ และทุ่งหญ้าที่กระจายอยู่เป็นหย่อมน้อย ตามบริเวณนี้เป็นป่าเต็งรังสังคมของต้นไม้และพืชเหล่านี้กระจัดกระจายอยู่ปะปนกันตลอดทั่วพื้นที่ตามสภาพที่เกิดธรรมชาติ โดยปราศจากการรบกวนจากมนุษย์มาเป็นเวลานานหลายร้อยหลายพันปี จนกลายเป็นแหล่งที่อยู่อาศัยของสัตว์ป่าที่ได้ปรับตัวให้เข้ากับสภาพแต่ละประเภทและมีอยู่มากอย่างหลากหลายของชนิดพันธุ์
เขตรักษาพันธุ์สัตว์ป่าห้วยขาแข้ง จัดได้ว่าเป็นผืนป่าอนุรักษ์แห่งเดียวที่มีอยู่ในประเทศไทย (จากจำนวนรวมทั้งสิ้นจนถึงปัจจุบัน ประกาศไปแล้วจำนวน 31 เขต) ที่ไม่มีราษฎรทั้งชาวไทยและชาวไทยภูเขาอาศัยอยู่ในพื้นที่ ผลจากการสำรวจความหลากหลายของสัตว์ป่า โดยคณะวนศาสตร์ และโดยเจ้าหน้าที่ของกองอนุรักษ์สัตว์ป่าเท่าที่ได้ทำมาแล้ว นับตั้งแต่ก่อนที่จะได้ประกาศให้เป็นเขตรักษาพันธุ์สัตว์ป่า ปรากฏว่าจากความหลากหลายของสภาพภูมิประเทศ สภาพป่าหลายชนิดที่กระจัดกระจายปะปนกัน ตลอดจนความหลากหลายของอุณหภูมิอากาศประจำถิ่น ทำให้ป่าห้วยขาแข้งนี้เป็นแหล่งรวมพันธุ์ของสัตว์ป่านานาชนิด ดังนี้ คือ สัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมจำนวน 67 ชนิด นก 355 ชนิด สัตว์เลื้อยคลาน 77 ชนิด สัตว์สะเทินน้ำสะเทินบก 29 ชนิด และสัตว์จำนวนปลาอีก 54 ชนิด รวมแล้วมีสัตว์ป่าเท่าที่ได้ทำการสำรวจมาแล้วทั้งสิ้น 582 ชนิด ในจำนวนสัตว์ป่าที่สำรวจมาแล้วทั้งหมดมีสัตว์ป่าที่ได้รับการกำหนดสถานภาพโดย IUCN ว่าจะสูญพันธุ์ (endangered spicies) จำนวน 21 ชนิด และสัตว์ป่าที่ถูกคุกคาม (threatened spices) จำนวน 65 ชนิดรวมอยู่ด้วย สัตว์ป่าชนิดที่จะสูญพันธุ์และพบอยู่ในเขตรักษาพันธุ์สัตว์ป่าห้วยขาแข้ง ได้แก่ นกเป็ดก่า หรือนกเป็ดป่า นกยูงไทย นกเงือกคอแดง ลิงไอ้เงี้ยะหรือลิงภูเขา ชะนีมือขาว หมาใน แมวลายหินอ่อน เสือไฟ เสือลายเมฆ เสือดาวหรือเสือดำ เสือโคร่ง ช้างป่า สมเสร็จ เก้งหม้อ เนื้อทราย วัวแดง กระทิง ควายป่า เลียงผา ปลาสะตือ และปลากะโห้

หลักประกันในการที่จะรักษาพันธุ์ของต้นไม้ พืช และสัตว์ป่าไว้ได้จำเป็นจะต้องอาศัยพื้นที่ป่าอนุรักษ์ขนาดใหญ่ที่มีความต่อเนื่อง มิใช่มีหลายแห่งแต่กระจัดกระจายเป็นหย่อมเล็กหย่อมน้อย เหมือนเกาะที่อยู่กลางสมุทรที่ขาดการเชื่อมโยงติดต่อกัน ถึงแม้ป่าห้วยขาแข้งจะมีพื้นที่กว้างใหญ่ถึง 2,575 ตารางกิโลเมตร และจัดว่าเป็นเขตรักษาพันธุ์สัตว์ป่า ที่มีขนาดใหญ่เป็นสองรองจากทุ่งใหญ่ ก็ยังไม่มีขนาดใหญ่พอที่จะประกันการสูญพันธุ์ของสัตว์ป่าและพืชป่าโดยลำพัง รัฐบาลจึงได้ประกาศให้พื้นที่ป่าต่อเนื่องไปทางทิศตะวันตกจรดชายแดนพม่า ให้เป็นเขตรักษาพันธุ์สตว์ป่าอีกแห่งหนึ่งคือ เขตรักษาพันธุ์สัตว์ป่าทุ่งใหญ่นเรศวร พื้นที่ 2,000,000 ไร่ หรือ 3,200 ตารางกิโลเมตร โดยประกาศในปี พ.ศ. 2517 หลังจากที่มีกรณีอื้อฉาวว่ามีการลักลอบฆ่าสัตว์ป่ากันในใจกลางของป่าทุ่งใหญ่ หลังการประกาศให้ป่าทุ่งใหญ่เป็นเขตรักษาพันธุ์สัตว์ป่า จึงทำให้ป่าอนุรักษ์ในรูปของเขตรักษาพันธุ์สัตว์ป่าที่ต่อเนื่องเป็นผืนใหญ่ทั้งสองแห่งนี้มีชื่อเรียกรวมกันว่า ป่าทุ่งใหญ่ – ห้วยขาแข้ง พื้นที่รวมกัน 5,775 ตารางกิโลเมตรหรือ 3,609,375 ไร่ กลายเป็นผืนป่าอนุรักษ์ในภูมิภาคเอเชียตะวันออกเฉียงใต้ ในปัจจุบันผืนป่าใหญ่แห่งนี้ได้รับความเห็นชอบจากคณะกรรมการสงวนและคุ้มครองสัตว์ป่าแล้วว่า ให้รวมป่าสงวนแหงชาติป่าน้ำโจนบางส่วนที่ยังคงสภาพความเป็นธรรมชาติเหลืออยู่ทางตอนใต้ของป่าทุ่งใหญ่ – ห้วยขาแข้ง อีกจำนวน 447.2 ตารางกิโลเมตร หรือ 279,500 ไร่ ให้เข้ามาเป็นส่วนหนึ่งของป่าทุ่งใหญ่ – ห้วยขาแข้ง หลังจากการที่รัฐบาลได้ออกพระราชกำหนดปิดป่าสัมปทานทำให้ในเมืองไทยเมื่อต้นปี พ.ศ. 2532 ขณะนี้การผนวกพื้นที่กำลังอยู่ในระหว่างการประกาศพระราชกฤษฎีกา ซึ่งเมื่อประกาศแล้ว พื้นที่ป่าอนุรักษ์ผืนนี้ก็จะมีขนาดพื้นที่รวมกันถึง 6,222.2 ตารางกิโลเมตร หรือ 3,888,875 ไร่
ผืนป่าอนุรักษ์ในรูปเขตรักษาพันธุ์สัตว์ป่าที่ได้ชื่อว่า “ทุ่งใหญ่-ห้วยขาแข้ง” แห่งนี้ ครอบคลุมพื้นที่ของ 4 อำเภอ ใน 3 จังหวัด คือ อำเภอบ้านไร่ อำเภอลานสัก จังหวัดอุทัยธานี อำเภอสังขละบุรี จังหวัดกาญจนบุรี และอำเภออุ้มผาง จังหวัดตาก นอกจากนี้ยังถูกล้อมรอบไปด้วยผืนป่าอนุรักษ์แห่งอื่นๆ ในรูปของเขตรักษาพันธุ์สัตว์ป่าและอุทยานแห่งชาติที่ต่อเนื่องเป็นป่าผืนเดียวกันอีกจำนวน 7 แห่ง นั่นคือ เขตรักษาพันธุ์สัตว์ป่าอุ้มผาง (พื้นที่ 2,516 ตารางกิโลเมตร) อุทยานแห่งชาติแม่วงก์ (599 ตารางกิโลเมตร) และอุทยานแห่งชาติคลองลาน (300 ตารางกิโลเมตร) เชื่อมต่อทางตอนเหนือ และต่อเนื่องกับอุทยานแห่งชาติเขาแหลม (กำลังดำเนินการประกาศพระราชกฤษฎีกา พื้นที่ 1,488 ตารางกิโลเมตร) อุทยานแห่งชาติเขื่อนศรีนครินทร์ (1,089 ตารางกิโลเมตร) อุทยานแห่งชาติเอราวัณ(550 ตารางกิโลเมตร) เขตรักษาพันธุ์สัตว์ป่าสลักพระ (859 ตารางกิโลเมตร) และอุทยานแห่งชาติเฉลิมรัตนโกสินทร์ (59 ตารางกิโลเมตร) ทางตอนใต้

ความสำคัญของป่าอนุรักษ์ทุ่งใหญ่ – ห้วยขาแข้ง ได้เป็นที่ประจักษ์ต่อสาธารณชนตลอดจนนักวิจัยทั้งชาวไทยและชาวต่างชาติ ว่าเป็นผืนป่าธรรมชาติที่รวมไว้ซึ่งความหลากหลายของพันธุ์พืช และพันธุ์สัตว์ ตลอดจนแมลงป่าอีกหลายชนิด เช่นจากการสำรวจของผู้เชี่ยวชาญจากพิพิธภัณฑ์ของประเทศอังกฤษ ในช่วงเวลาเพียง 2- 3 วัน ในพื้นที่โดยประมาณ 1 ตารางกิโลเมตร ของป่าดงดิบชื้น ในหุบเขาแม่จัน ในเขตรักษาพันธุ์สัตว์ป่าทุ่งใหญ่นเรศวร ปรากฏว่าเฉพาะด้วงปีกแข็งอย่างเดียว มีอยู่ถึง 10,000 ชนิด ผลจากการสำรวจในครั้งนั้นรวมกับการสำรวจแมลงโดยผู้เชี่ยวชาญแมลงในครั้งก่อนๆ เท่าที่ได้ทำมาแล้วในป่าทุ่งใหญ่ – ห้วยขาแข้ง สามารถกล่าวได้ว่า ผืนป่าแห่งนี้ได้เป็นที่รวมเอาความหลากหลายของแมลงชนิดต่างๆ ที่มีถิ่นกำเนิดอยู่ในเอเชียอาคเนย์ แมลงบางชนิดที่ได้สำรวจพบแล้ว เป็นแมลงที่ไม่เคยพบในประเทศไทยมาก่อน หรือบางชนิดก็เป็นชนิดที่หายากมากในภูมิภาคแห่งนี้ บางชนิดกำลังได้รับการตรวจสอบโดยผู้เชี่ยวชาญจากต่างประเทศว่าจะเป็นแมลงชนิดใหม่หรือไม่ เพราะยังไม่เคยพบที่ใดมาก่อน ที่กล่าวมานี้เป็นเพียงตัวอย่างของแมลงที่ได้ถูกกำหนดว่าเป็นสัตว์ป่าตาม พ.ร.บ.สงวนและคุ้มครองสัตว์ป่า แต่ก็มีความสำคัญและน่าสนใจในการศึกษาวิวัฒนาการตามธรรมชาติ “ในช่วงเวลาเกือบยี่สิบปีที่ผ่านมา ได้มีการศึกษาระบบนิเวศต่างๆ ที่สำคัญในประเทศไทย ถึงแม้จะไม่ละเอียดครบทุกแง่ทุกมุม แต่ก็ทำให้เห็นความเป็นไปและความหลากหลายทางด้านชีวภาพ พื้นที่บางแห่ง เช่น ทางด้านตะวันตก ซึ่งเมื่อก่อนไม่มีใครเข้าไปศึกษา แต่ระยะหลังก็ได้ความรู้ เพิ่มขึ้นอย่างมาก อย่างเช่น ในเขตอนุรักษ์ภาคตะวันตก ซึ่งได้แก่ เขตรักษาพันธุ์สัตว์ป่าทุ่งใหญ่นเรศวรและห้วยขาแข้ง”
ท่านศาสตราจารย์เต็ม สมิตินันท์ เขียนไว้ในบทความเรื่อง สภาพพันธุ์พืชในเขตรักษาพันธุ์สัตว์ป่าทุ่งใหญ่นเรศวร จังหวัดกาญจนบุรี เมื่อปี พ.ศ. 2530 ว่าเป็นที่รวมของพันธุ์พืช 3 เขตภูมิศาสตร์ คือ Indo-Burma, Annametic และ Malesia และมีพืชประจำถิ่นที่หายากไม่น้อยกว่า 50 ชนิด และจากผลการสำรวจของ ดร.จิรายุพิณ จันทรประสงค์ และคณะจากมหาวิทยาลัยเกษตรศาสตร์ ในช่วงเวลาเพียง 5 วัน ก็ได้พบพืชประจำถิ่น (Endemic spices) เพิ่มขึ้นอีก 6 ชนิด ผลจากการศึกษาที่ผ่านมาถึงแม้จะยังไม่ทำกันอย่างละเอียดถี่ถ้วน ก็สามารถกล่าวได้ว่าป่าทุ่งใหญ่-ห้วยขาแข้ง แห่งนี้เป็นศูนย์รวมการกระจายพืชพันธุ์ ในภูมิภาคเอเชียอาคเนย์อย่างแท้จริง
ท่านศาสตราจารย์เต็ม สมิตินันท์ ยังได้กล่าวไว้อีกว่า “ถิ่นกำเนิดพืชที่ถูกทำลายหรือเปลี่ยนสภาพไปมากในประเทศ คือป่าที่ปรากฏอยู่ในลุ่มต่ำริมแม่น้ำสายใหญ่ๆ (lowland forest) ซึ่งส่วนใหญ่ได้กลายเป็นพื้นที่กสิกรรมอยู่ภายใต้เขื่อนใหญ่ๆอีกหลายเขื่อน ป่าที่ลุ่มต่ำที่อยู่ต่ำกว่าระดับ 200 เมตร เหนือระดับน้ำทะเล และที่เป็นผืนใหญ่นั้นหาไม่ได้แล้ว ทำให้พืชบางชนิดสูญพันธุ์ไป เช่น Damrongia purpureolineata Kerr ซึ่ง Dr.Kerr ได้ตั้งชื่อเป็นเกียรติแก่กรมพระยาดำรงราชานุภาพ ที่ทรงสนพระทัยในเรื่องการศึกษาของไม้ในสกุล Damrongia (Gesneriaceae) นี้ มีพบในเฉพาะประเทศไทยเท่านั้น พบที่แก่งแม่ปิง บ้านก้อ ที่ระดับความสูง 195 เมตรหรือระดับน้ำทะเลปัจจุบัน ภายหลังการสร้างเขื่อนภูมิพลก็ยังไม่พบที่ใดอีกเลย”
ดร.สมศักดิ์ สุขวงศ์ อดีตคณบดีคณะวนศาสตร์ ได้กล่าวไว้ว่าเคยมีความพยายามที่จะบันทึก และจัดลำดับความสำคัญของสัตว์ป่าที่จะสูญพันธุ์ในเมืองไทยโดย Bain and Humphrey ในปี พ.ศ.2523 โดยกำหนดสัตว์ป่าที่จะสูญพันธุ์ไว้ทั้งหมด 49 ชนิด ซึ่งเมื่อดูรายชื่อตลอดจนพื้นที่ป่าที่คาดว่ามีสัตว์ป่าเหล่านั้นหลงเหลืออยู่ และมีพืชประจำถิ่นซึ่งไม่สามารถหาพบได้ในที่อื่นอีกแล้ว จะเห็นได้ว่าพื้นที่ป่าที่เหลืออยู่ และมีพืชประจำถิ่นซึ่งไม่สามารถหาพบได้ในที่อื่นอีกแล้ว จะเห็นได้ว่าพื้นที่ป่าที่เหลืออยู่เป็นพื้นที่อนุรักษ์ต่างๆ ที่มีอยู่ในประเทศ ทั้งเขตรักษาพันธุ์สัตว์ป่าและอุทยานแห่งชาติซึ่งได้รวมเทือกเขาที่สำคัญไว้ โดยเฉพาะอย่างยิ่งเขตอนุรักษ์ที่ต่อเนื่องเป็นผืนใหญ่อย่างป่าทุ่งใหญ่ – ห้วยขาแข้ง ซึ่งเป็นแหล่งที่อยู่อาศัยของสัตว์ป่าที่กำลังจะสูญพันธุ์และสัตว์ที่มีปริมาณลดลง เนื่องจากถูกคุกคามเป็นจำนวนมาก พื้นที่ขนาดใหญ่ที่ต่อเนื่องกันมีความสำคัญต่อการอนุรักษ์เผ่าพันธุ์ของพืชและสัตว์เป็นอย่างยิ่ง ผืนป่าใหญ่ผืนนี้อยู่บนรอยต่อของเทือกเขาถนนธงชัยและเทือกเขาตะนาวศรี จึงเป็นศูนย์กลางการกระจายของสัตว์ป่าและพืชในภูมิภาคเอเชียอาคเนย์ เช่น ลิงไอ้เงี้ยะหรือลิงภูเขา ค่างแว่นถิ่นเหนือ พังพอนกินปู เสือไฟ นกเงือกคอแดง เป็นต้น เป็นสัตว์ป่าที่มีถิ่นการกระจายอยู่ในเขต Indo-Burma ส่วนค่างหงอก อ้นเล็ก ชะมดแผงสันหางดำ กระต่ายป่า เป็นต้น มีถิ่นการกระจายลงมาจากแถบ Indo-China และสมเสร็จ ชะมดแปลงลายแถบ ลิ่น กระรอกบินแก้มสีแดง เป็นต้น มีถิ่นการกระจายขึ้นมาจากทางภาคใต้ คือ Malesia

มีจำนวนสัตว์ป่าที่สำรวจพบแล้วในป่าทุ่งใหญ่ – ห้วยขาแข้ง ปรากฏว่ามีสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมคิดเป็นร้อยละ 33 ของสัตว์ที่พบว่ามีถิ่นการกระจายอยู่ในแผ่นดินใหญ่ของภูมิภาคเอเชียอาคเนย์ (Mainland S.E.Asia) สัตว์เลี้ยงลูกด้วยนม 45 ชนิด หรือร้อยละ 53 ของสัว์เลี้ยงลูกด้วยนมที่พบในประเทศไทย เป็นสัตว์ที่ได้รับการจัดสถานภาพว่ากำลังถูกคุกคามในประเทศ ในจำนวนนี้มีอยู่ 15 ชนิดที่ถูกจัดว่าถูกคุกคามอยู่ในภูมิภาคนี้ และมี 3 ชนิดที่เป็นสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมที่มีถิ่นกำเนิดเฉพาะถิ่น (endemic spicies) นั่นคือ 2 ชนิด มีถิ่นกำเนิดอยู่ในเฉพาะในแถบเทือกเขาตะนาวศรี ได้แก่ เก้งหม้อ (Fea’s Barking Deer) และ Fea’s Horseshoes Bat ส่วนอีก 1 ชนิดมีถิ่นกำเนิดเฉพาะในประเทศไทยเท่านั้นคือ Discnosed Roundleaf Bat ซึ่งเป็นค้างคาวชนิดที่เพิ่งพบใหม่ในประเทศไทย นอกจากนี้ยังมีสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมเฉพาะถิ่นที่กระจายอยู่ตามถ้ำเขาหินปูนทางตอนใต้ของป่าทุ่งใหญ่ – ห้วยขาแข้ง คือค้างคาวกิตติ (Kitti’s Bumblebee) และหนูถ้ำ (Neill’s Rat)
ป่าทุ่งใหญ่ – ห้วยขาแข้ง ยังเป็นศูนย์รวมการกระจายของสัตว์ป่า 3 เขตสัตว์ภูมิศาสตร์ นั่นคือ มีสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมที่กระจายขึ้นมาเหนือสุดในบริเวณนี้ จากตอนใต้ของภูมิภาค (Sundiac) ได้แก่บ่าง (Malayan Flying Lemur) ค้างคาวแม่ไก่ป่าฝน(Common Flying Fox) ค้างคาวหน้ายักษ์หมอนโค้ง (Large Malay Roundleaf Bat) ลิงแสม (Crab-eating Macaque) ค่างดำ (Banded Leaf Monkey) ชะมดแปลงลายแถบ(Banded Linsang) และสมเสร็จ (Tapir) เป็นต้น และในทางตรงกันข้าม ก็มีสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมที่กระจายลงมาต่ำสุดจากตอนเหนือของภูมิภาค นั่นคือ ค้างคาวมงกุฎจมูกแหลมเหนือ (Blyth’s Horseshoes Bat) ค้างคาวฟันหน้าซ้อนใหญ่ (Tickell’s Bat) ค้างคาวลูกหนูจิ๋วหลังเทา (Pygmy Pipistrelle) ค้างคาวหนูถ้ำ (Chinese Pipistrelle) ลิงวอก (Rhesus Macaque) และค่างแว่นถิ่นเหนือ (Phayre’s Leaf Monkey) เป็นต้น และในบริเวณนี้ก็มีสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมที่กระจายจากภาคตะวันออกเฉียงเหนือมาถึงด้านตะวันตกของป่าทุ่งใหญ่ – ห้วยขาแข้งเท่านั้น คือ ค่างหงอก (Silvered Leaf Monkey)
ในสถานการณ์ที่ป่าไม้ของประเทศไทยได้ถูกทำลายไปจนเหลืออยู่ประมาณร้อยละ 20 ของพื้นที่ประเทศ พื้นที่ป่าไม้ที่เหลืออยู่ประกอบด้วยผืนป่าอนุรักษ์ในรูปแบบของป่าต้นน้ำลำธารนี้ยังคงสภาพเป็นป่าสมบูรณ์อยู่ประมาณร้อยละ 3 เขตรักษาพันธุ์สัตว์ป่าจำนวน 31 เขต คิดเป็นพื้นที่ร้อยละ 4.5 และอุทยานแห่งชาติที่ไม่รวมเอาพื้นที่น้ำเอาไว้ด้วยอีกร้อยละ 5.4 รวมแล้วประมาณร้อยละ 13 ของพื้นที่ประเทศ ส่วนที่เหลือของป่าไม้ก็คือป่าสงวนแห่งชาติที่กระจัดกระจายอยู่รอบๆป่าอนุรักษ์ และกำลังถูกบุกรุกแผ้วถางเพื่อยึดครองพื้นที่ป่า ซึ่งเปรียบเสมือนมะเร็งที่ลุกลามเข้ามาติดผืนป่าอนุรักษ์ที่เหลือกระจัดกระจายเป็นหย่อมเล็กหย่อมน้อยอยู่ตามส่วนต่างๆ ของประเทศ
ป่าอนุรักษ์จึงเปรียบเสมือนเป็นตัวแทนของความอุดมสมบูรณ์ของป่าธรรมชาติที่เหลืออยู่ เพื่อที่จะเอื้ออำนวยประโยชน์ในรูปแบบที่สามารถจำแนกได้อย่างชัดเจน คือ อุทยานแห่งชาติ ซึ่งเป็นพื้นที่ที่มีสภาพธรรมชาติโดดเด่นในด้านความงดงามที่สามารถให้ประโยชน์ในด้านทัศนศึกษาและสร้างความรื่นรมย์ให้กับประชาชนทั่วไป ในขณะที่วนอุทยานอาจจัดอยู่ในกลุ่มของพื้นที่ป่าที่มีความงดงามตามธรรมชาติ แต่มีขนาดพื้นที่เล็กกว่าและรูปแบบการจัดการพื้นที่ไม่เข้มแข็งเท่ากับอุทยานแห่งชาติ
สำหรับเขตรักษาพันธุ์สัตว์ป่านั้น เป็นป่าอนุรักษ์ที่กำหนดขึ้นเพื่อให้คงสภาพเป็นป่าธรรมชาติ ที่เป็นถิ่นกำเนิดของสัตว์ป่าหลายชนิดหลายพันธุ์ โดยเฉพาะอย่างยิ่งสัตว์ป่าที่หายากและมีจำนวนเหลืออยู่จำนวนน้อย สัตว์ป่าที่กำลังถูกมนุษย์คุกคามจนทำให้จำนวนลดลงใกล้จะสูญพันธุ์ไปจากถิ่นกำเนิดดั้งเดิมตามธรรมชาติ
ดังนั้น ในพื้นที่เขตรักษาพันธุ์สัตว์ป่า จึงได้รับการกำหนดเป็นกฎหมายและระเบียบการที่เคร่งครัดมากกว่าอุทยานแห่งชาติ ทั้งนี้เพื่อมิให้สภาพถิ่นกำเนิดดั้งเดิมของสัตว์ป่าต้องถูกเปลี่ยนแปลงไป ส่วนเขตห้ามล่าสัตว์ป่าที่มักจะประกาศครอบคลุมพื้นที่เฉพาะขนาดเล็กที่ห้ามการล่าสัตว์ป่าบางชนิด โดยเฉพาะนกที่อาศัยอยู่ตามอ่างเก็บน้ำหรือหย่อมป่าขนาดเล็กเท่านั้น นอกจากนี้ ป่าอนุรักษ์ยังครอบคลุมถึงป่าต้นน้ำลำธารชั้นหนึ่งที่ได้รับการประกาศตามมติคณะรัฐมนตรีอีกส่วนหนึ่งด้วย
พื้นที่ป่าอนุรักษ์สามารถอำนวยประโยชน์แก่สังคมส่วนรวมทั้งทางตรงและทางอ้อม โดยทางตรงคือ สภาพป่าธรรมชาติ และสัตว์ป่าที่ให้สุนทรียแก่มวลมนุษย์ ในรูปของการทัศนศึกษาและการพักผ่อนหย่อนใจ ประกอบกับรัฐและประชาชนในท้องถิ่นมีรายได้ทางเศรษฐกิจจากการที่มีคนเข้าไปใช้บริการ เพื่อความรื่นรมย์กับธรรมชาติที่รัฐกำหนดไว้เป็นอุทยานแห่งชาติและวนอุทยาน

สำหรับประโยชน์ทางตรงที่เห็นได้ชัดเจนจากพื้นที่ที่ได้รับการกำหนดให้เป็นเขตรักษาพันธุ์สัตว์ป่าก็คือ เป็นแหล่งศึกษาหาข้อมูลในด้านวิชาการป่าไม้ สัตว์ป่า และระบบสมดุลทางนิเวศวิทยา อีกทั้งเป็นแหล่งรวมพันธุ์พืช และสัตว์ป่าที่สามารถนำมาใช้ในการปรับปรุงพันธุ์สัตว์เลี้ยงที่มนุษย์นำมาประยุกต์ใช้เพื่อความมั่นคงทางเศรษฐกิจโดยส่วนรวมประเทศ นอกจากผลประโยชน์โดยตรงดังกล่าวแล้ว ป่าอนุรักษ์ที่ยังคงสภาพเป็นป่าธรรมชาติที่ปราศจากการรบกวนของมนุษย์ ยังอำนวยประโยชน์ทางอ้อมอย่างมหาศาลที่ยากจะประเมินคุณค่าทางเศรษฐกิจออกมาเป็นตัวเงินให้เห็นได้ชัดเจนได้ แต่สามารถกล่าวได้ว่า ความต่อเนื่องของป่าธรรมชาติเป็นผืนใหญ่นั้น เป็นหลักประกันต่อการคงเผ่าพันธุ์ของพืชและสัตว์ที่ได้อาศัยเวลานับร้อยพันปีในการวิวัฒนาการจนสามารถดำรงเผ่าพันธุ์ไว้ได้ และได้เป็นองค์ประกอบที่สำคัญต่อการควบคุมสมดุลทางธรรมชาติ ควบคุมภัยพิบัติที่จะเกิดการทำลายธรรมชาติจนถึงขั้นวิกฤต หรือทำให้ภัยธรรมชาติลดความรุนแรงลง นอกจากนี้ แหล่งกำเนิดของความอุดมสมบูรณ์ของ ดิน น้ำ และอากาศที่บริสุทธิ์นั้น มาจากป่าธรรมชาติดั้งเดิมทั้งสิ้น ดังจะเห็นได้จากตัวอย่างการประเมินคุณค่าของแหล่งต้นน้ำแควน้อยและแควใหญ่ที่ไหลต่อเนื่องลงมาสู่แม่น้ำแม่กลองตอนล่าง ให้คุณค่าทางเศรษฐกิจต่อประชาชนที่อาศัยพื้นที่สองฝั่งของแม่น้ำนั้นในการกสิกรรมและสวนผลไม้ คิดเป็นมูลค่าที่ประเมินได้ไม่น้อยกว่าปีละ 350 ล้านบาท (จากการประเมินค่าทางเศรษฐกิจของป่าอนุรักษ์ป่าทุ่งใหญ่ – ห้วยขาแข้ง โดย Dobias,1988) จะเห็นได้ว่าป่าอนุรักษ์ที่ยังคงสภาพสมบูรณ์นั้น จำเป็นอย่างยิ่งจะต้องรักษาไว้ เพื่อให้เป็นแหล่งผลิตธาตุอาหารที่จะเกิดจากการเน่าเปื่อยผุสลายของต้นไม้และพืชป่าที่จะถูกน้ำพัดพาให้ไหลลงมาเป็นประโยชน์ต่อการกสิกรรมของพื้นที่ตอนล่าง อีกทั้งป่าธรรมชาติยังช่วยควบคุมมิให้เกิดการพังทลายของหน้าดินที่สะสมเอาความอุดมสมบูรณ์ของป่าไม้ไว้
ป่าอนุรักษ์ผืนนี้นับได้ว่าเป็นผืนป่าธรรมชาติที่มีคุณค่าและมีความสำคัญยิ่งต่อการอนุรักษ์ไว้ในรูปแบบของเขตรักษาพันธุ์สัตว์ป่า เพื่อให้ยังคงสภาพของความเป็นธรรมชาติที่ประกอบไปด้วยความหลากหลายของสภาพป่า ชนิดพันธุ์พืช พันธุ์สัตว์ ตลอดจนเป็นผืนป่าอนุรักษ์ที่จะสามารถคุ้มครองความอยู่รอดของสัตว์ป่ามิให้สูญพันธุ์ไปจากการถูกทำลายโดยรูปแบบต่างๆ ไม่ว่าเป็นการล่า การตัดไม้ทำลายสภาพป่า ซึ่งเป็นแหล่งที่อยู่เฉพาะของสัตว์ป่าแต่ละชนิด รวมกระทั่งถึงการพัฒนาที่ไม่ได้ตั้งอยู่บนพื้นฐานของการรักษาระบบนิเวศวิทยาของสิ่งที่มีชีวิต รัฐบาลได้เห็นความสำคัญของผืนป่าแห่งนี้โดยการเสนอชื่อไปยังองค์การสหประชาชาติ (UNESCO) เพื่อที่จะให้ป่าทุ่งใหญ่ – ห้วยขาแข้ง เป็นมรดกทางธรรมชาติของโลก ในรูปแบบของเขตรักษาพันธุ์สัตว์ป่า เพื่อคงไว้ซึ่งการดูแลรักษาพันธุ์พืชและพันธุ์สัตว์มิให้สูญพันธุ์ไปจากถิ่นกำเนิดดั้งเดิม และการที่ป่าผืนนี้จะได้รับการพิจารณาโดยคณะกรรมการนานาชาติที่เป็นสมาชิก ให้เป็นมรดกทางธรรมชาติแห่งหนึ่งของโลกหรือไม่ ก็อยู่ที่พวกเราคนไทยทุกคนจะได้ช่วยกันสนับสนุนในการดูแลรักษา และใช้ประโยชน์อย่างถูกต้อง เพื่อคงไว้ซึ่งผลประโยชน์ในรูปแบบของความสมดุลทางระบบนิเวศวิทยาที่นับวันแต่จะถูกทำลายลง จนกระทั่งเกิดวิกฤตการณ์ด้านสิ่งแวดล้อมและภัยพิบัติที่ติดตามมาจากการทำลายธรรมชาติ และการใช้ประโยชน์ที่ไม่ถูกต้อง