Nằm ở cực nam của đồng bằng châu thổ sông Hồng, Ninh Bình cách Hà Nội khoảng 90 km về phía đông nam, Khu di sản có diện tích 6.226 ha, vùng đệm có diện tích 6.026ha, chiếm gần như toàn bộ khối đá vôi Tràng An với tuổi địa chất hơn 250 triệu năm, một khu vực hòa lẫn giữa thiên nhiên và văn hóa, với ba khu là khu di tích lịch sử văn hóa tâm linh Cố đô Hoa Lư, núi chùa Bái Ðính, khu Danh thắng Tràng An – Tam Cốc – Bích Ðộng, Hang Múa và rừng nguyên sinh đặc dụng Cúc Phương.
Tràng An là một vùng thiên nhiên kỳ bí, không bị ảnh hưởng nhiều bởi các hoạt động của con người. Rừng rậm còn hoang sơ, hồ nước, sông suối trong vắt, không khí trong lành, làng quê yên tĩnh, chỉ có âm thanh và sắc màu của thiên nhiên. Cảnh quan địa chất núi đá dạng tháp các-xtơ (karst) Tràng An là một trong những khu vực đẹp và ngoạn mục bởi vẻ đẹp siêu nhiên bậc nhất trên thế giới với muôn hình vạn trạng. Cảnh quan gồm chủ yếu một loạt các tháp các-xtơ dạng nón, với vách dốc đứng, cao 200 m so với nền đất chung quanh.
Những rặng núi hẹp nối liền hai đỉnh, được ví như những thanh kiếm khổng lồ, bao quanh các thung, trũng, hố sụt tròn và dài. Các nhà địa chất quốc tế đánh giá đây là một thí dụ điển hình cho tháp đá vôi nhiệt đới ẩm ở giai đoạn cuối của quá trình phát triển địa mạo và là một mô hình để nhận biết, so sánh với các khu vực khác trên thế giới. Cảnh quan chứa đựng một dãy hoàn chỉnh các dạng địa hình đá vôi điển hình, bao gồm tháp, lũng (hố các-xtơ), thung lũng (hố sụt), các cấu trúc sụt lở và các lớp trầm tích, hang ngầm và sông ngầm, hang động và trầm tích hang động.
Ðặc biệt, cảnh quan dạng các-xtơ chuyển tiếp giữa cụm đỉnh các-xtơ (bao gồm các tháp liên kết với nhau bằng những dải núi sắc và quèn các-xtơ) với rừng đỉnh các-xtơ (bao gồm các tháp đơn lẻ nằm độc lập trên đồng bằng bồi tích). Mạng lưới các đứt gãy song song giao nhau chia cắt khu vực thành ô mạng, tạo nên các trũng các-xtơ tròn, kín. Các bồn trũng và thung lũng ngập nước này liên thông với nhau bởi các dòng chảy, chảy qua các hang động và hang ngầm, có nhiều hang xuyên núi, tạo cho trần hang có dạng “xâm thực rãnh” do dòng chảy và nhiều loại trầm tích hang động, bao gồm các nhũ đá, măng đá, cột đá và rèm đá.
Tràng An – một hình mẫu nổi bật về sự tương tác giữa con người và môi trường qua thời gian ở khu vực Ðông – Nam Á trải qua hơn 30.000 năm phát triển, là nơi có giá trị lịch sử và văn hóa vô giá, kho thông tin nguyên vẹn về truyền thống cư trú của loài người; là một trong số ít các địa điểm có giá trị ở Ðông – Nam Á giữ được các đặc điểm ban đầu mà không bị ảnh hưởng lớn bởi con người và các tác nhân khác