八面山自然保护区地处罗霄山脉的中南段，东连湘赣边界和万洋山和诸广山，南抵洪水山，总面积为64466亩，位于湖南省桂东县境内的西北部，西与资兴交界，东与桂东四都乡毗连，南与桂东青山乡接壤。有林面积43233亩，包括国营宋坪林场八面山分场和桃寮等海拔900－1500米之间的山坡及沟谷中。
八面山是以纵谷脊岭为主的中山地貌，最低海拔860米，最高主峰为2043米。高山耸峙，气势雄伟，层峦叠嶂，以“离天三尺三，人过要低头，马过要下鞍”而闻名。清代桂东知县洪钟的诗《过八面山》描：“峭壁万仞鬼斧劈，鸟道飞悬不盈尺。驱走怪石开鸿蒙，奇幼天生倚空碧。一峰未过一峰横，上天入渊心担惊。饥鹰掠人昼厉吻，哀猿啸侣夜深鸣。平生游历境不到，疑汝凿开混沌窍。胸中五岳森峥嵘，对此何能夸奇奥。百里雷封万笏山，青骢黄绶白云间。但愿五都厚风俗，人心人面莫与此山竟孱颜。”八面山的惊、险、奇可见一斑。
八面山自然保护区现在地貌格局的形成是在内外营力共同作用下，经历了漫长地质历史过程的结果。深受其所处区域的地壳运动、地质构造、岩石性质和外力作用控制和支配。在地质时期中，正处于南岭东西构造带和罗霄山脉南北构造带相互干扰、相互交叉和重叠的区域；它主要里东、印支、燕山新构造等历史运动。这里从震旦系至志留系长达四系的地质地史时期曾是片海洋，位于湘中、湘东南“华夏古陆”的边缘古海槽沉积区，志留纪末，加里东造山运动，海水退却，隆起为陆。表现为大面积的上升运动。中三迭纪末的印支运动，表现为强烈的挤压，产生长约45公里的水口――八面山一带的S状旋卷构造。中侏罗纪末发生的燕山运动，表现为明显的断块运动形成了近南北向的褶皱山。燕山运动后，构造运动以间歇性抬升剥蚀夷平，造成现在所见的海拔1000米以上五级剥夷面，形成八面山“H”形地貌轮廓的雏型。晚第三纪开始的新构造运动继承了燕山运动的特征，继续断块上升，且明显地表现为间歇性和差异性的特点，使境内海拔1000米以上的五级剥夷面上升到现在的高度，而呈现出现在的地貌的基本轮廓。由于地面流水、风化和重力作用等外部营力的影响，形成了现代八面山岭谷纵横相间，切割甚深的“U”、“H”型峡谷的地貌特征。
八面山自然保护区属于南亚热带山地湿润气候，冬无严寒，夏无酷暑，秋温高于春温，区内年平均气温15.8℃，无霜期240—280天，光照充足，小气候变化多样，素有“天然空调”之称。
由于强烈的地质运动，八面山主峰八面悬崖峭壁，危石耸立，沟谷纵横，形成了鸡心石、金鸡叫天门、天宫神印、仙牛腾云、铜锣圈、小石林等极具观赏价值的自然景观，区内气候宜人，生态环境清闲幽雅，动植物资源丰富，各种古树名木、异兽珍禽、琪花瑶草充斥其间。春季，杜鹃花漫山遍野，相思鸟情满其间；夏季，山顶的柳叶箬草翠绿如茵，软如绿毯；秋季，红叶似火焰，尽显“层林尽染”的秀丽景象；冬季，玉树琼枝，犹如千树万树梨花开，呈现一派粉妆玉砌的世界。穿行在峰峦幽谷之中，汪汪碧波与涓涓细流相通，溪依山流，山依溪转，地形各异，泉水不同，如瑶琴低诉，似鼓瑟齐鸣，若玉带飘荡。“山得水而活，水因山更幽”，多姿的水流给八面山以生命与活力。漫步其中，有“无山不绿，有水皆清，四时喷香，万壑鸟鸣”的美妙意境。
八面山的古迹有南天古庙旧址、八面山碑刻、传说中郭法主镇妖的火烧山、百合神仙耕种地等，令人油然而生思古之幽情。1934—1949年八面山（西边山地区）革命斗争连绵不断，此处还有红军三五九旅南征北返宿营地遗址。八面山境内桃寮村有“红军村”之称。1928年，该村17户60多人中，就有17名青年参加红军，村内先后有46人为革命牺牲。1934年在此建立了红军长征后湖南第一个苏维埃政权，***、彭德怀、陈毅等老一辈无产阶级革命家也曾在八面山开展革命活动。抗日战争时期，美国空军飞虎队飞机在与敌机战斗中坠毁在八面山桃寮，使八面山披上了一层传奇的色彩，更是进行爱国主义传统教育的基地。
八面山的主峰石牛仙，高2043米。石牛仙石牛、仙牛腾云等景点在桂东流传着许多美丽的传说，流传最广的就是桂东牛郎织女与石牛仙的传说。传说天上因触犯了天规被贬下天来的灰牛大仙被降伏于此。石牛仙就是传说中牛郎所找到的仙牛。八面山，由于离天只有三尺三，故而气候凉爽，传说当天上的神仙酷暑南耐时，是神仙每年夏天下凡避暑纳凉的地方，他们于沤江河边洗澡降温，或游水嘻戏。神仙在山顶上下棋，仙女在那河里洗澡，乃人间仙境。在天上酷暑难耐之时，织女和诸仙女也一起下凡纳凉，于是有了牛郎在仙牛的帮助下终于与织女相会，结下了美满姻缘。流下了千古爱情的佳话。
石牛仙同时也是桂东和资兴两县著名的佛教仙场，解放前香火旺盛，是一个有一定规模的寺庙。另一小庙里至今仍供奉着两尊被毁去头颅的佛像。此外，八面山上仍存有南天旧库旧址、八面山碑刻等古迹，并还有“郭法主镇妖火烧山、百合神仙耕种”等美丽传说。
八面山自然保护区内有上、中、下三条千年古道，自四都经金银铺、小屋溪、江脑里可至资兴赤竹园、青市，全长40公里，在桂东没有通公路之前，是桂东通往郴州的主要官道。路边古木参天，怪石嶙峋，崎岖险峻，行人视为险途。相传古时有几位秀才打这条路往省府赶考，为了缓解旅途的疲乏，相约每隔十里吟诗一句：“一十高龙仙，二十牛市冒青烟；三十槽里穿山谷，四十青冈不见天；五十龙渣水淼淼，六十苗公走上天……”诗中所描叙的就是当年这条古道上的情景。文者早已仙逝，而诗谣至今仍在民间口口相传。1957年106国道竣通之后，这条路多湮没于草蔓荒野之间，渐渐在人们的记忆中淡忘，现已难于考证。桂东八面山风景优美，是科学考察、旅游、夏令营活动的极好场所。