黄龙自然保护区规模大、类型多、造型奇、景观美、生态完整，具有科学和美学等重要保护价值。
黄龙保护区自然遗产价值主要表现在巨型地表钙华景观、过渡型的地理结构、最东冰川遗存、高山峡谷江源地貌、生物物种资源宝库、优质的矿泉和浴泉等。
1992年，黄龙自然保护区被联合国教科文组织列入《世界自然遗产名录》。2000年又被正式纳入联合国人与生物圈保护区网络。
（一）巨型地表钙华景观
黄龙自然保护区的主要景观是地表钙华群，它们规模宏大、类型繁多、结构奇巧、色彩丰艳，成为我国自然遗产一绝。
黄龙自然保护区内高山摩天，峡谷纵横，莽林苍苍，碧水荡荡，其间镶嵌着精巧的池、湖、滩、瀑、泉、洞等各类钙华景观，点缀着神秘的寨、寺、耕、牧、歌、舞等各民族乡土风情。
这些奇特的自然景观，景类齐全，景色特异，在高原特有的蓝天白云、艳阳骤雨和晨昏时光的烘染下，呈现出神奇无穷的天然画境。
自然保护区内主景沟是一条浅黄色地表钙华堆积体，形似一条金色的巨龙。钙华体上，彩池层叠，飞瀑轰鸣，流泉轻唱，奇花异草，古木老藤点缀其间，大熊猫等珍稀动物常有出没。三千四百多个钙华彩池在阳光照射下，一尘不染，流光溢彩。
保护区内的钙华景观分布集中。例如，在全区广阔的碳酸盐地层上，钙华奇观仅集中分布在黄龙沟、扎尕沟、二道海等四条沟谷中，海拔3000米至3600米高程段。
区内黄龙沟、二道海、扎尕沟分别处于钙华的现代形成期、衰退期和蜕化后期，给钙华演替过程的研究提供了完整现场。
在黄龙沟区段内，同时组接着几乎所有钙华类型，并巧妙地构成一条金色巨龙，翻腾于雪山林海之中，实为自然奇观。
（二）过渡型的地理结构
黄龙自然保护区在地理空间位置上处于单元间的交接部位。在构造上，它处在扬子准台地、松潘、甘孜褶皱系，与秦岭地槽褶皱系三个大地构造单元的结合部。
在地貌上，它属中国第二地貌阶梯坎前位，青藏高原东部边缘与四川盆地西部山区交接带。在水文上，它是涪江、眠江、嘉陵江三江源头分水岭。
在气候上，它处于北亚热带湿润区与青藏高原和川西湿润区界边缘。在植被上，它处于我国东部湿润森林区向青藏高寒、高原亚高山针叶林草甸草原灌丛区过渡带。动物群落也处于南北区系混杂区。
风景区被东西向雪山断裂、虎牙断裂和南北向岷山断裂，扎尕山断裂、交叉切错。而且黄龙本部与牟尼沟景区在岩性、层序、沉积等古地理条件和地层构造、构造形迹上均有较大差异。
这种空间位置的过渡状态，造成自然环境的复杂性，为各学科提供了探索自然奥秘的广阔天地。
（三）我国最东冰川遗存
海拔3000米以上的黄龙自然保护区留有清晰的第四纪冰川遗迹，其中以岷山主峰雪宝鼎地区最为典型。它的特点是：类型全面，分布密集，最靠东部。这一地区山高地广，峰丛林立，仅海拔5000米以上高峰就达七座，其中分布着雪宝鼎、雪栏山和门洞峰三条现代冰川，这一区域成为我国最东部的现代冰川保存区。
这一地区主要冰蚀遗迹有角峰、刃脊、冰蚀堰塞湖等；主要冰碛地貌有终碛、中碛、侧碛、底碛等；分布在各冰川谷中，其中终碛主要分布高程为3000米至3100米、3550米至3650米、3750米至3850米。总之，这里的现代冰川和古冰川遗迹与钙华之间的关系，都具有重要的科研价值。
（四）高山峡谷江源地貌
黄龙自然保护区地貌总体特征是：山雄峡峻，角峰如林，刃脊纵横；峡谷深切，崖壁陡峭；枝状江源，南直北曲。这里高程范围在海拔1700米至5588米，一般峰谷相对高差千米以上，3700米至4000米以上，大多数是冰蚀地貌，气势磅礴，雄伟壮观。
保护区的喀斯特峡谷也比较多见，这些喀斯特峡谷空间多变，崖峰峻峭，水景丰富，植被繁茂。依谷底形态分，有丹云喀斯特溪峡、扎尕钙华森林峡和二道海钙华叠湖峡等数种。
黄龙保护区境内涪江江源为一个主干东西树枝状水系，上游河床宽平，下游峡谷深曲，南侧支流平直排列，北侧支流陡曲排列，形成上宽下深、南直北曲的独特江源风貌。
（五）生物物种资源宝库
黄龙自然保护区是天然动植物种质资源的宝库。区内有高等植物一千五百多种，大部分为我国特有种属，属国家一至三级保护的植物，有四川落叶松、眠山冷杉、独叶草、星叶草等。许多植物具有重要的科研、经济价值。
黄龙自然保护区特殊的地理位置使之成为大熊猫等野生动物栖息和繁衍的理想地区。这里珍稀动物品种多，南北动物混杂现象突出，还有当地特有种属。属国家一至三级保护的动物有大熊猫、金丝猴、牛羚、云豹、白唇鹿、红腹角雉等近百种。
此外，南北动物混杂现象以山星鸟最为突出，胸腺齿突蟾等为当地特有物种。对于“活化石”大熊猫的生态研究，有助于揭示自然生态的深层奥秘。
（六）优质的矿泉和浴温
黄龙自然保护区矿泉水主要出自于牟尼沟景区。最大流量0.58升每秒，水温9.5度至9.8度，酸碱度在6.3左右，矿化度1159毫克每升。经国家有关部门鉴定，这里的水质富含锶、二氧化碳，是优质天然饮用矿泉水。
此外，在牟尼沟景区的二道海沟，还有一处温泉群，水温在22度左右，温泉喷出的水柱高达近半米，每升含硫0.16毫升，更是优质的药用浴泉。
