Жигулевская возвышенность представляет собой остров палеозойских пород среди пород мезозойского и кайнозойского возраста, слагающих окружающие районы. Жигулевская возвышенность возникла около 7 миллионов лет назад в середине плиоцена. Приподнятость и расчлененность рельефа обеспечили своеобразие климата и специфический ход формирования почвенного и растительного покровов.
Местность, заключенная в излучину Волги в среднем течении, обрамляющая Жигулевские горы и образующая своеобразный полуостров, получила название Самарская Лука. С трех сторон она ограничена акваториями Саратовского и Куйбышевского водохранилищ. Самарская Лука занимает особое место в формировании природных комплексов всего Поволжья и рассматривается как рефугиум животных и растений доледникового периода,так как территория Самарской Луки не подвергалась последнему оледенению.Здесь встречаются представители флоры и фауны степной и лесной зон, распространены эндемичные и реликтовые виды. На Самарской Луке проходит зона контакта европейской и азиатской биоты, создавая, таким образом, узел биогеографических регионов.
Территория заповедника отличается высоким биологическим разнообразием. Здесь широко представлены уникальные экосистемы известняковых гор: каменистые степи, девственные остепненные сосновые боры и смешанные хвойно-широколиственные леса. На плато Самарской Луки представлены как коренные леса (липняки, дубравы и березняки), так и производные сообщества: осинники, кленовые, березовые и ильмовые леса, а также луговые степи и косимые луга, пастбища и пахотные угодья. В пойме и на островах р. Волги сохранились пойменные дубравы и леса с преобладанием осокоря, ветлы, серебристого тополя и черной ольхи, а также тальниковые заросли и заливные луга. Своеобразные экосистемы сформировались на местах добычи известняка, среди которых наибольший интерес представляют штольни, служащие местами массовых зимовок рукокрылых, численность которых в период гибернации может превышать 30 тыс. особей.
Разнообразие экосистем обусловило наличие здесь большого числа видов живых организмов.Так, видовое разнообразие сосудистых растений насчитывает около 1000 видов, мхов – 141 вид, грибов – более 760 видов, лишайников – 241 вид, беспозвоночных – около 6000 видов, птиц – 121 вид, млекопитающих – 53 вида. Среди выявленного видового разнообразия особый интерес представляют эндемики – 5видов растений и 11 видов беспозвоночных – и реликты – около60 видов растений, 8 лишайников и более 80 видов беспозвоночных, а также виды, нуждающиеся в особой охране, включенные в Красные Книги разного уровня.
Историческая ценность данной местности связана с периодом так называемой Волжской вольницы. Территория Самарского Поволжья во второй половине XVI в. являлась одним из центров складывания русского казачества. Этому способствовали природные условия Самарской Луки с ее непроходимыми лесами и горами, надежно скрывавшими разбойников на Волжском торговом пути. Самыми известными историческими персонажами, с именами которых связан ряд достопримечательностей, служат казачьи атаманы Степан Разин и Федор Шелудяк.
История зарождения естествознания на Самарской Луке связана с именами известных естествоиспытателей. Первые научные исследования флоры и фауны на Самарской Луке были проведены всероссийской экспедицией академиков Российской Академии наук П.С. Палласа и И.И. Лепехина в 1769-1774 гг., вскоре после того, как Самарская Лука была пожалована ЕкатеринойII в вечное пользование фавориту графу Григорию Орлову. В ходе экспедиции были получены первые сведения о природных ресурсах и коренных жителях Самарской Луки. Вышедшее на латинском языке сочинение Палласа «Zoographiarosso-asiatica» является первым географическим описанием европейской части России и началом российской зоологической науки.
В силу своей природнойуникальности Жигули и Самарская Лука привлекали внимание многих исследователей, однако,основной ареной глубоких научных изысканий они стали лишь в XX веке.Здесь работали многие классики отечественной науки о растительности– С.И. Коржинский, А.Ф. Флеров, Д.И. Литвинов, Р.И Аболин, В.Н. Сукачев, Г.Н. Высоцкий, И.И. Спрыгин, А.П. Шенников, А.А. Уранов, Л.М. Черепнин. Фундаментальное изучение своеобразной геологии Самарской Луки проводили академик А.И. Воейков (1878), академик А.П. Павлов (1887), профессор М.Э. Ноинский (1913). Среди известных зоологов с территории Самарской Луки описывал свои сборы позвоночных М.Н. Богданов (1871). Создание заповедных территорий на Самарской Луке началось благодаря исследованиям В.Н. Сукачева (1914), который подтвердил уникальность, научную и эстетическую ценность этих мест. Сукачев показал значимость растительного покрова для обоснования создания охраняемых природных территорий и составил программу, которая явилась руководящей при организации заповедников России.
