Қаратау мемлкеттік табиғи қорығы – Қазақстандағы ең жас қорық. Оның құрылу тарихы 40 жыл бұрын басталған. 1975 жылы жылдан бастап Қаратау жотасында ғылыми зерттеулер жүргізген ботаник және зоолог мамандары өсімдіктер жамылғысының ерекшелігіне байланысты бұл аймақты Қазақстандағы ғылым үшін қызықты әрі ерекше аймақтардың біріне жатқызды. Эндемді және сирек кездесетін өсімдіктер жамылғысының көптігінен Республика бойынша бірінші орынды алады. Қорық құрылғанға дейін жойылып кету алдында тұрған қаратау арқары тек Қаратауда кездеседі.

Осыған байланысты бұл аймақта ерекше қорғалатын табиғи аумақтың құрылуы жөнінде мәселе көтерілді. 1981-1985 жылдар аралығында қорықты құру туралы ғылыми негіздеме жасау үшін жүйелі зерттеулер жүргізілді. 2004 жылы Сырдариялық Қаратаудың орталық бөлігінде жаңа қорық құрылды, оның құрудағы мақсат жойылып кету қаупі төніп тұрған эндемик болып табылатын Халықаралық Қызыл кітапқа енгізілген қаратау арқарының популяциясын және таркөлемді эндемді өсімдіктерді сақтап қалу болды.

Қорық жерлері құрғақ континентальді зонада орналасқан. Жалпы Қаратау жотасының климаты күрт континентальді, құрғақ, ауа температурасының тәуліктік және маусымдық ауытқулары жоғары болып келеді. Ауа температурасының абсолюттік минимумы солтүстікте -30 ^оС және оңтүстікте -25 ^оС-қа жетеді. Жазда шілде-тамыз айларында тау етегінде ауа температурасының абсолюттік максимумы +42 ^оС, +45 ^оС, кейде +48 ^оС-қа дейін жетеді.

Ең биік нүктесі мыңжылқы тауындағы –  теңіз  деңгейінен биіктігі 2176 м. болатын Бессаз шыңы. Ең төменгі нүкте тау етектерінде белгіленген, олардың биіктігі 350-500 м (теңіз деңгейінен 700 м. биіктікте орналасқан).  Солтүстік және оңтүстік беткейлер жақсы бедерленген.