Если рассматривать с точки зрения географической центрографии, то Улытау является геометрическим центром нашей Родины, самым сердцем Казахской земли. Площадь Улытауского района составляет 12 293 105 га, это 30% площади Карагандинской области и 4,5% территории Казахстана, 540 км с запада на восток и 435 км с севера на юг.

           Рельеф – мелкосопочная, низкогорная, холмистая местность и обширные межсопочные долины. Природные зоны: степная, полупустынная и пустынная. Резко континентальный, засушливый климат, интенсивное испарение, частые ветра. Максимальные температуры воздуха летом +45⁰С, зимой опускается до -46⁰C.

           Самая высокая точка гора Акмешит аулие – 1130 м. и гора Едыге (1060 м); Кроме самого массива Улытау есть еще горы Кишитау, Арганаты и Желдыадыр. А самая низкая точка – это низменность Мынбулак, расположенная в южной части Карсакпайских холмов, около 100 метров над уровнем моря.

 В Улытауском районе протекает 12 рек, более ста родников и 11 озер. Самая большая река – Каракенгир. Длина реки – 350 километров, омываемая территория – 16700 километров, среднегодовой течение достигает до 2,1 кубов в секунду. Летом многие водоемы пересыхают или сокращаются в площади. Среди множество озер крупными являются: Каракойын,Ащиколь,Баракколь, Косколь.По берегам реки и озер произрастают тогайные заросли.  Согласно географическим и ботаническим исследованиям на территории Улытау было обнаружено 617 видов растительности – деревья, кустарники, полукустарники, травяные многолетние растения. Среди них более двухсот являются лекарственными растениями, 19 из которых считаются одними из редких видов. Специалисты заповедника-музея совместно с Жезказганским ботаническим садом проводят исследовательские работы по изучению флоры Улытау.

 Богата и фауна Улытау, здесь встречаются животные, занесенные в Красную Книгу.