保護(hù)區(qū)位于都江堰市北部，地理坐標(biāo)為東經(jīng)103°32′—103°43′，北緯31°04′—31°22′；西北與阿壩藏族自治州汶川縣相接，東與彭州市為鄰，南與都江堰市龍池鎮(zhèn)和虹口鄉(xiāng)接壤。 龍溪—虹口國家級自然保護(hù)區(qū)是全國35個(gè)大熊貓保護(hù)區(qū)之一。位于大熊貓現(xiàn)代自然分布區(qū)狹長條狀弧形帶的中段，是岷山山系大熊貓B種群重要的棲息地。直接聯(lián)系著岷山山系和邛崍山系兩個(gè)世界最大的大熊貓野生種群，是大熊貓生存和繁衍的關(guān)鍵區(qū)域和“天然走廊”。

保護(hù)區(qū)屬華夏地質(zhì)構(gòu)造體系，龍門山褶皺帶中南部，在大地構(gòu)造上屬揚(yáng)子準(zhǔn)地臺和青藏地槽區(qū)，地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜，區(qū)內(nèi)從元古界到第四紀(jì)地層均有顯露。基巖均為元古代的“彭灌雜巖體”，由變質(zhì)基性、酸性火山巖、火山碎屑巖和變質(zhì)沉積巖的黃水河群及侵入其間的各類侵入巖組成。沿河谷出露的主要巖體為黑云花崗巖、閃山巖、花崗長巖，斜長花崗巖及片巖、片麻巖和少許氣成碳酸鹽巖等，此外沿河床有大量分布的粉紅色鉀長花崗巖。保護(hù)區(qū)北端的光光山在距今十億年前就已出露海面（晉寧澄江運(yùn)動）；中高山則是受到第三紀(jì)中新世和第四紀(jì)更新世兩次劇烈的喜馬拉雅造山運(yùn)動的強(qiáng)烈影響迅速抬升而成。
　　東北、西南走向的龍門山褶皺斷裂帶，背斜兩翼極不對稱，逆掩斷層非常發(fā)育，多形成迭瓦式斷層群，東陡西緩。龍門山北段向背斜尚較完整，保護(hù)區(qū)所在的龍門山褶皺帶中南段則縱向及橫向斷裂極為發(fā)育，向背斜也多破壞，斷崖較為常見，并多有石炭系、二迭系灰?guī)r斷落到侏羅系砂巖上，形成在地形上為孤山的所謂“飛來峰”構(gòu)造。從保護(hù)區(qū)北端光光山海拔4582m的最高峰到南端海拔850m的龍洞子，相對高差達(dá)3700m，為典型的高山峽谷地貌。光光山主峰為整體出露的黑色花崗巖，主峰附近3500m以上還有許多角峰、刃脊、冰斗湖和“U”形谷等第四紀(jì)冰川遺址。這些孤峰、斷崖、冰斗是保護(hù)區(qū)內(nèi)寶貴的地貌景觀資源。