Заповедник находится в Житомирской области в междуречье Уборти и Болотнице, которые сливаются за его пределами и впадают в р. Припять. Северный предел заповедника проходит по границе с Беларусью. Его площадь составляет 20104 гектара, протяженность территории с востока на запад – 27 км, а с севера на юг – 21 км. Административный центр находится в с. Селезовка Овручского района. Природа этого края неповторима и дикая, во многом она напоминает тайгу. Территория заповедника полностью покрыта сосновыми лесами подтаежного типа, которых нет более нигде на Украине. Здесь также реки с небольшими перекатами и живописными берегами, живописные озера, огромное количество мелких ручьев, непроходимые болота. В заповеднике сохранилось много природных ландшафтов, которые согласно Бернской конвенции, входят к территориям специального хранения Изумрудной сети Европы (березовые и хвойные заболоченные леса, верховые болота, водно-болотные группировки).
Именно здесь проходит южная граница большинства бореальных (таежных) видов растений (Весновка двулистная, зимолюбка зонтичная, грушанки круглолистная, пушица влагалищная, ива розмаринолиста, сабельник болотный). Среди животных преобладают лесные виды, значительную часть которых также составляют виды таежного происхождения (лось, рысь, заяц белый, глухарь, рябчик, бородатая неясыть и т.д.). Один из самых интересных видов животных Полесского природного заповедника – редкая украинская минога.
