甘肃白水江自然保护区位于甘肃省文县、武都两县境内，面积213750公顷，1978年经国务院批准建立，主要保护对象为大熊猫等珍稀动物及森林生态系统。本区地处岷山山系的边缘，最高峰海拔3530米，区内山重水复、地势险峻、风景秀丽、加之地处北亚热带和暖温带过渡地带，植物资源丰富多样，植被垂直分带明显，高等植物约有3000种，其中国家保护植物有20多种。动物区系属古北界和东洋界的过渡地带，陆栖脊椎动物有265种，其中国家保护动物有大熊猫、羚牛、金丝猴等20多种，具有重要的保护价值。
甘肃白水江国家级自然保护区的前身是1963年在让水河、丹堡河施业区内划定的3.96万公顷自然保护区，1978年5月31日，省革命委员会批准建立甘肃省白水江自然保护区，包括原白水江林业局的白马河、让水江、碧口、丹堡河、红土河5个施业区。1979年8月，根据林业部批示精神，保护区暂定名为“林业部白水江自然保护区管理局”，实行以部为主的部省双重领导体制。
1982年元月，实行部、省、地三级管理，并明确了各级的管理职责。1990年6月林业部通知更名为“甘肃白水江国家级自然保护区管理局”。1992年2月，甘肃省将原陇南地区管理的六项工作收归省林业厅管理，恢复到1982年以前的管理体制。同年将文县林业局管理的岷堡沟保护站移交管理局管理。
甘肃白水江国家级自然保护区位于岷山山系摩天岭北坡，动物区系为东洋界和古北界的交汇地带，区内西高、东低、地势落差极为明显，最高海拔4072米，最低海拔595米。特殊的地形地貌造就了物种的多样性、珍贵性。动物种类丰富，过渡性明显，垂直性显著，许多东洋界小型兽类仅分布在低海拔的东部地区，而大型兽类多分布在中高海拔区。低海拔地区的动物组成较中高海拔区的动物丰富，但珍稀经济价值高的兽类没有高海拔地区的丰富。东洋界种类占优势，区内485种中，东洋界占总数的46.04%；古北界占总数的35.40%；广布种占总数的18.56%；分别隶属32目98科273属，占甘肃脊椎动物总数的65.46%。兽类7目28科59属77种，占全省兽类总种数178种和亚种43.3%，占全国总种数509种的15.1%。其中东洋界和古北界分别为36种和25种，广布种两界16种。鸟类16目43科130属275种，其中古北界109种，东洋界98种，广布种55种（属国家一级保护的雉鹑、绿尾虹雉、金雕等四种，二级24种，列入《中国候鸟保护协定》的47种）。
两栖动物2目8科14属28种，其中甘肃新记录8种，东洋界成份占总数的78.75%；古北界成份占14.28%；广布种占7.14%。代表种有大鲵、文县疣螈、北方山溪鲵。爬行类7目11科23属37种，其中甘肃新记录2种，保护区新记录2种，东洋界成份占81%，古北界成份占14.28%，广布种占5%。鱼类4目8科47属68种，占甘肃鱼类总科数的75%，总属数的70%，总种数的60%，甘肃新记录5种。代表种有中华鰟鮍、四川裂腹鱼。蜘蛛类195种，隶属29科2亚目94属，其中新种11种，单性发现2种，省内新记录114种，东洋界47种，古北界36种，广布种为88种。代表有甘肃花蟹蛛、文花蛛、文县猎蛛。昆虫隶属32目，206科，1961属，2875种。
白水江国家级自然保护区有国家珍稀保护动物51种，属国家一级保护的动物大熊猫、金丝猴、羚牛、豹、绿尾虹雉、金雕等10种。二级保护动物41种，其中兽类15种，鸟类24种，两栖类2种，省级保护6种。这充分显示了白水江地区动物的丰富组成具有极高的保护价值、研究价值和观赏价值，是一处难得的生物基因库。
白水江保护区位于亚热带和暖温带的交汇地带，北亚热带北缘的湿润气候和侵蚀的高中山地貌为植物的发育创造了良好条件，是甘肃省植物最丰富的地区。保护区已查明的高等植物有197科2160种，19个亚种，239个变种，12个变型，其中苔藓植物15科、18属、23种；蕨类植物34科、67属、185种、4变种、3变型；种子植物136科、813属、1810种。含100种以上的2科（菊科和蔷薇科），种子植物中含50～100种的5科（禾本科、毛茛科、百合科、豆科、唇形科），含20～49种的16科，含11～19种的29科，含6～9种的19科，含2～5种的少型科40个，含1种的单型科25个。
白水江自然保护区是国家林业局直属的三个大熊猫保护区之一，也是面积最大的一个保护区。20多年来在自然资源保护与大熊猫抢救上做了大量的工作，取得了很大成绩，大熊猫数量稳中有升，其他国家一级保护动物都有不同程度的增长；完成了综合科学考察，出版《甘肃白水江国家级自然保护区综合科学考察报告》，同时编辑出版了《甘肃白水江国家级自然保护区科技论文汇编》第一、第二辑等科技专著和画册《大熊猫故乡－白水江》《岷山东端绿色宝库》等宣传文本；甘肃白水江国家级自然保护区森林分类区划界定、天然林保护工程林业可待续发展项目甘肃省保护地区管理等项目开始实施，先后完成了国家、省、地级调查研究项目40余项、62个单项，获得省部级科技进步二等奖2项，地厅级科技进步一等奖5项、二等奖6项、三等奖9项；2001年被国家环保局、农业部、国家林业局、国土资源部评为保护区管理先进单位，于1993年7月加入中国人与生物圈，2000年11月加入世界人与生物圈。