Аквально-скальный комплекс мыса Казантип, что в составе заповедника, имеет статус водно-болотных угодий международного значения Аквально-скальный комплекс мыса Казантип и озера Акташ с Астанинскими плавнями.
Площадь заповедника невелика и для повышения эффективности охраны уникальных природных комплексов существует необходимость в расширении его территории за счёт котловины мыса Казантип, территорий близлежащих объектов (заказника Астанинские плавни, регионального ландшафтного парка Караларская степь), а также в создании охраняемой зоны на акватории Азовского моря у мыса Казантип. В ходе уточнения границ (Приложение 2 к Постановлению ВР АРК от 18 октября 2002 г., № 295-3//02) заповедная территория Казантипа уменьшилась в 2 раза. Охранная зона, которая могла быть создана при организации заповедника, так и не была создана. И сегодня Казантипский природный заповедник — участок в форме «бублика»[5], внутри которого ведется хозяйственная и промышленная деятельность (добыча нефти и распахивание земли). Власти Щёлкино добиваются выделения части заповедной территории под городское кладбище[6]
Заповедник располагается на мысе Казантип и одноимённом полуострове в равнинной степной части Крыма. Мыс сложен преимущественно мшанковымиизвестняками. Благодаря внешней кольцевой гряде и плоскому дну котловины полуостров похож на древний атолл с пересохшей лагуной посредине, однако в действительности это типичная выпуклая брахиантиклиналь с пологим наклоном пластов на её склонах. Побережье Казантипа чрезвычайно изрезанное. Поверхность многих внешних склонов представляет собой сложное чередование карстовых воронок, трещин, хаотического нагромождения скал. Небольшие бухты ограничены известняковыми обрывами, переходящими в степь.
Климат заповедника умеренно континентальный, засушливый. Средняя температура января — −1,1 °C, июля — +23,9 °C. Безморозный период длится в среднем 222 дня, с первой половины июня по первую половину сентября среднесуточная температура воздуха превышает +20 °C. Ясные дни наблюдаются преимущественно с июля по сентябрь. Среднегодовое число дней с осадками составляет 105—125. Наиболее часто осадки выпадают с ноября по март, 10-15 дней в месяц, а с апреля по октябрь 5-9 дней в месяц. Среднегодовое количество осадков — 400 мм.
Азовское море периодически замерзает у берегов заповедника при температуре от −0,5 °C до −0,7 °C. Лёд может держаться с декабря по март включительно. Лёд часто замерзает и тает, поскольку для местности характерны частые оттепели. Казантип чрезвычайно беден пресными наземными и подземными водами.
Крымские экологи заявили, что во время съёмок в 2008 году фильма «Обитаемый остров» на территории Казантипского заповедника был нанесён существенный урон флоре и фаунеКрыма[8]. По их информации, Генпрокуратура Украины даже оштрафовала дирекцию фильма на 16 500 гривен[9]. По утверждению Андрея Артова, председателя Крымской республиканской ассоциации «Экология и мир», гусеницы танков уничтожили редких змей и безногих ящериц (четырёхполосых полозов и желтопузиков), занесенных в Красную книгу Украины[10]. Режиссёр фильма Фёдор Бондарчук отверг обвинения экологов и заявил, что танковая атака снималась не в заповеднике, а на нефтяных разработках, рядом с бурильными установками[11][12], однако не опроверг факт штрафа.
