保护区东西长约10km，南北宽约6km，海拔高度从100m到990.31m，落差近900m。自然地理环境复杂，空间广阔，生物多样性较为丰富，初步调查表明，九龙山自然保护区内共有维管束植物720种，隶属于99科333属，分别占北京市维管束植物科属种数的60%、38.4%、33.2%。其中蕨类植物6科7属16种，分别占北京市蕨类植物种数的33.3%、25.0%、18.4%；裸子植物4科11属26种，分别占北京市裸子植物种数的57.6%、73.3%、61.9%；被子植物89科315属678种，分别占北京市被子植物种数的63.6%、38.2%、33.3%。详见表

根据1998年12月国务院批准、1999年1月国家林业局和农业部联合发布的《国际重点保护野生植物名录》，九龙山自然保护区及其周边地区共有国家Ⅰ级保护植物银杏(Ginkgo biloba L.)、水杉(Metasequoia glyptostroboides Hu et Cheng)2种及Ⅱ级保护植物核桃楸(Juglans mandshurica Maxim.)、核桃(Juglans regia L.)、紫椴(Tilia amurensis Rupr.)、杜仲(Eucommia ulmodes Oliv.)等4种。