Với diện tích lên đến 2000 hecta, Thung Lũng Sinh Tồn được bảo vệ và phát triển bến vững một cách tỉ mỉ. Nơi đây có đa dạng cảnh quan đáng ngạc nhiên, bao gồm rừng nguyên sinh, núi đá vôi, dòng sông ngầm, hang nước, hang khô, những dòng suối và hệ thống thạch nhũ đặc biệt.

I. Điều kiện môi trường tự nhiên
   1. Điều kiện địa hình
Khu vực thuộc kiểu địa hình chuyển tiếp có sự xen kẽ phức tạp giữa các khối đá vôi, núi đất, trầm tích cát sỏi dọc suối, với độ cao < 800m. Vùng thung lũng rộng 2000 hecta được các khối núi cao bao bọc, sườn các núi tạo vách dốc đứng đổ xuống thung lũng. Địa hình thung lũng với trũng khép kín, chênh lệch độ cao trong khu vực giao động từ 10-400m. Nguồn nước được dồn từ nhiều hướng xung quanh thung lũng, trong đó nguồn nước xuất lộ tại cửa hang E (thuộc hệ thống Phong Nha) được cung cấp nước từ suối ngầm trong hang Sơn Đoòng.

   2. Đặc điểm địa chất
Hệ thống hang động trong Thung Lũng được hình thành do những kiến tạo địa chất sôi động trong suốt hơn 450 triệu năm vào thời kỳ Đại Cổ Sinh (Từ kỷ Ordovic đến nay).
Khu vực Thung Lũng Sinh Tồn nằm trên 5 hệ tầng: Hệ tầng Động Thờ (D2gv – D3fr dt), Hệ tầng Cát Đằng (D3 cđ), Hệ tầng La Khê (C1 lk), Hệ tầng Bắc Sơn (C – P bs), Hệ tầng Mụ Giạ (K mg).
Khu vực có kiểu địa chất khá đa dạng: núi đất, núi đá vôi, đá trầm tích dạng cát kết. Đặc biệt vùng phía bắc, nam, đông của Thung Lũng chủ yếu là núi đá vôi.

   3. Điều kiện thủy văn
Thủy văn khu vực Thung Lũng bắt nguồn từ khu vực Bản Khe Rung, trên độ cao 570m nằm ngoài ranh giới Vườn Quốc Gia và giáp khu biên giới Việt Lào, có chiều dài khoảng 35km.
Đoạn đầu nguồn của nhánh chính có tên gọi là Khe Rung. Sau nguồn xuất lộ trên bề mặt khoảng 3km, dòng chảy đi vào hệ thống sông ngầm và được cho là tiếp tục nhận nước của các khe nhỏ khác từ phía bờ hữu như Khe Ry, Khe Thi, Khe Tiên. Dòng lặn bắt đầu từ khu vực hang Khe Ry chảy qua vùng núi karst, có chiều dài khoảng 12km, chủ yếu chảy theo hướng Tây Nam – Đông Bắc, đến khu vực gần Hang Én dòng sông ngầm này tiếp nhận nước của một phụ lưu lớn khác ở hữu ngạn là Rào Thương, rồi chuyển thành hướng Nam – Bắc chảy qua hệ thống hang Sơn Đoòng, Nước Nứt và xuất hiện trở lại trên bề mặt tại khu vực Trạ Ang. Dòng sông lộ thiên này sau đó tiếp tục nhận nhập lưu của các dòng nhỏ bắt nguồn từ Hang Tròn, Hang Va tại khu vực cầu Cơn Siêu. Đoạn sau cầu Cơn Siêu nhánh có tên Rào Tê, chảy theo hướng Tây Bắc qua Hang E, Cửa Sau Hang Tối (Hang Nước Lặn), Cửa Trước Hang Tối nhập lưu với sông Chày tại khu vực Trộ Mợng.
Khe suối trong khu vực Thung Lũng Sinh Tồn có tên là suối Trẹ, chảy theo hướng từ Hang E về Cửa Sau Hang Tối với chiều dài gần 2km.

   4. Môi trường nước
Nhiệt độ trung bình từ 18 ~ 22ºC (18ºC vào mùa đông ~ 22ºC vào mùa hè)

   5. Nhiệt độ trung bình toàn khu vực
Chế độ nhiệt độ toàn khu vực bình quân hằng năm biến động từ 23 đến 25ºC. Nhiệt độ cao nhất tuyệt đối tuyệt đối ghi nhận là 41,6ºC (tháng 5/1992). Nhiệt độ thấp nhất tuyệt đối là 5,5ºC (tháng 11/1993). Là một vùng núi đá vôi rộng lớn, sự dao động nhiệt giữa ngày và đêm rất lớn, vào những ngày hè nóng bức, biên độ thường trên 10ºC, mùa đông dao động nhiệt vẫn trên 8ºC.
Mùa nóng kéo dài từ tháng 4 đến tháng 10 hàng năm với nhiệt độ trung bình trên 25ºC. Các tháng nóng nhất trong năm là tháng 6-7-8 với nhiệt độ trung bình trên 29ºC do ảnh hưởng của gió Tây Nam khô và nóng. Nhiệt độ trung bình tháng cao nhất đạt 30,3ºC. (Tháng 7)
Mùa lạnh bắt đầu từ tháng 11 đến tháng 3 năm sau với nhiệt độ trung bình 20ºC. Thời tiết lạnh nhất trong năm vào tháng 1, bình quân 18,1ºC.

  6. Đa dạng thảm thực vật rừng

Sự tương tác về điều kiện địa chất, địa mạo và khí tượng thuỷ văn đã tạo ra sự đa dạng về các kiểu thảm thực vật, đặc biệt là các kiểu sinh cảnh rừng. Trong đó, hệ sinh thái rừng lá rộng thường xanh trên núi đất là hệ sinh thái rừng đặc trưng trong khu vực Thung Lũng. Đoàn chuyên gia khảo sát môi trường rừng cho thấy thảm thực vật đặc trưng là rừng kín thường xanh ẩm mưa nhiệt đới chủ yếu là cây lá rộng trên núi đất dưới 700m. 

Nhìn chung rừng trong khu vực Thung Lũng Sinh Tồn phân thành ba tầng rõ rệt:
Tầng sinh thái: Bao gồm các cây có kích thước lớn phổ biến là Bún (Craveta religiosa), Máu chó lưu linh (Knema erratica), Muồng (Cassia sp), Trường sâng (Pometia pinnata), Sung (Ficus glomerata), Bằng lăng (Lagestroemia sp), Sấu (Dracontomelum duperreanum), Dầu rái (Dipterocarpus alatus). Đường kính phổ biến của các cây gỗ từ 30-70cm. Tầng sinh thái có nhiều loài cây vươn lên khỏi tán rừng.
Tầng dưới tán: Tầng này chiếm ưu thế về số cây với mật độ khá dày, tầng tán lớp lớp. Cây gỗ ở tầng này có đường kính nhỏ hơn, phổ biến với các loài như: Bứa lá to – Tai chua (Garcinia cowa), Ươi (Alangium ridleyi), Duối nhám (Streblus asper). Các loài họ Ba mảnh vỏ xuất hiện nhiều: Cò ke (Grewia spp), một số loài của họ Cam (Rutaceae), họ Re (Lauraceae), Bời lời mới (Neolitsea spp).
Tầng thảo quyết: Tầng này xuất hiện nhiều ở các lớp địa ẩm. Các loài cây phổ biến là: Bóng nước (Impatien), các loài họ (Gesneriaceae), lá thuyền (Curculigo).
Khu vực Thung Lũng Sinh Tồn là một vùng thung lũng núi đất rộng, hàng năm có lượng mưa lớn tập trung, lại có nhiều suối lớn chảy qua nên tầng đất luôn được bồi đắp một lượng đất cát và phù sa, tạo điều kiện cho thảm thực vật phát triển mạnh.
Rừng tự nhiên trong khu vực Thung Lũng là rừng kín thường xanh ẩm mưa nhiệt đới. Đây là khu rừng đặc dụng thuộc vùng lõi của Vườn Quốc Gia Phong Nha Kẻ Bàng.
Một số loài cây có giá trị như: Trường sâng (Pometia pinnata), Táu nước (Vatica subglabra), Trường mật (Amesiodendron chinense), Hoàng đằng (Fibraurea tinctoria), Bộp quả bầu dục (Actinodaphne elliplicibacca). Đây là những loài cây gỗ quý hiếm, cần tăng cường công tác quản lý bảo vệ để có thể duy trì tính đa dạng sinh học trọng khu vực. Bên cạnh đó các loài như Nhò vàng, Máu chó lá to là những loài cây gỗ nhỏ, sống ở tầng dưới nhưng có số lượng lớn nên trở thành loài ưu thế. Thung Lũng còn xuất hiện trạng thái rừng hỗn giao gỗ – tre nứa, nhiều bụi tre rất lớn nằm rải rác trong toàn khu vực dự án với số lượng cây mỗi bụi lên đến 50 cây.

*Tình trạng bảo tồn loài
Khu vực Thung Lũng ghi nhận 142 loài thực vật, nằm trong 63 họ, 4 lớp và 3 ngành. Có 3 loài nằm trong sách đỏ Việt Nam gồm Cốt toái bổ (Drynaria fortunei) ; Giảo cổ lam (Gynostemma pentaphyllum) ; Bộp quả bầu dục (Actinodaphne ellipticibacca) ; 1 loài thuộc nghị định 32/2006/NĐ-CP của Chính Phủ về quản lý thực vật rừng, động vật rừng nguy cấp, quý hiếm Hoàng đằng (Fibraurea tinctoria) ; 5 loài nằm trong sách đỏ thế giới IUCN gồm: Rau dớn (Diplazium esculentum) ; Mò cua (Alstonia scholaris) ; Muồng chằn (Zenia insignis) ; Máu chó cầu (Knema globularia) ; Máu chó pierrei (Knema pierrei) ; Trường mật (Amesiodendron chinense)

*Đa dạng động vật
Khu vực Thung Lũng ghi nhận được 100 loài động vật trong khu vực, gồm: 36 loài động vật thuỷ sinh (cá, cua, tôm); 14 loài bò sát; 38 lưỡng cư; 4 loài thú; 8 loài chim. Trong đó nổi bật có 3 loài nằm trong sách đỏ Việt Nam 2007 gồm: Cá chình hoa (Anguilla marmorata) ; Voọc Hà Tĩnh (Trachypithecus hatinhensis) ; Khỉ mặt đỏ (Macaca arctoides) ; 2 loài nằm trong sách đỏ thế giới IUCN gồm: Vượn đen má trắng (Nomascus leucogenys siki) ; Voọc chà vá chân nâu (Pygathrix nemaeus).
Khu vực cũng ghi nhận 3 loài bò sát mới cho khoa học là Thạch sùng ngón Phong Nha Kẻ Bàng (Cyrtodactylus phongnhakebangensis) ; Thạch sùng ngón ro-x-lơ (Cyrtodactylus roesleri) ; Tắc kè Phong Nha Kẻ Bàng (Cyrtodactylus phongnhakebangensis) ; 3 loài nằm trong sách đỏ Việt Nam 2007 gồm: Cá chình hoa (Anguilla marmorata) ; Voọc Hà Tĩnh (Trachypithecus hatinhensis) ; Khỉ mặt đỏ (Macaca arctoides) ; 2 loài nằm trong sách đỏ thế giới IUCN gồm: Vượn đen má trắng (Nomascus leucogenys siki) ; Voọc chà vá chân nâu (Pygathrix nemaeus).
Ghi nhận quần thể động vật hoang dã với 4 loài thú: Khỉ mặt đỏ (Macaca arctoides), Voọc Hà Tĩnh (Trachypithecus hatinhensis), Sóc chuột Hải Nam (Tamiops maritimus), Cầy lỏn (Herpestes javanicus).

Ghi nhận quần thể chim: Chào mào (Melanochlora sultanea), chào mào đầu đen (Pycnonotus melanicterus), Chèo bẻo cờ đuôi chẻ (Dicrurus paradiseus). Hoét đá (Monticola solitaries) ; Gà rừng (Gallus gallus). Khướu đầu trắng (Garrulax chinensis) ; Chích núi đá vôi (Phylloscopus calciatilis).

Thông qua các hoạt động cứu hộ động vật do Trung tâm Cứu hộ bảo tồn và Phát triển sinh vật tiếp nhận, trao trả động vật hoang dã về rừng nguyên sinh, khu vực luôn chào đón thêm nhiều cá thể loài mới, nâng cao sự đa dạng và số lượng quần thể sinh học trong khu vực.
Ngoài ra, các đợt cứu hộ cứu nạn động vật diễn ra tại Thung Lũng luôn được quan tâm và là ưu tiên hàng đầu trong suốt thời gian qua. Đây là trách nhiệm, đồng thời là niềm tự hào của tập thể công ty Mộc Nam, thể hiện tình yêu thiên nhiên quê hương đất nước, chúng tôi muốn góp một phần nhỏ bé vào công cuộc xây dựng bảo vệ và phát triển khu vực Vườn quốc gia Phong Nha Kẻ Bàng.

II. Điều kiện xã hội
Dân cư
Ngoài người Kinh chiếm phần đông dân số, trong khu vực có hai dân tộc thiểu số là: dân tộc Vân Kiều và dân tộc Chứt. Dân tộc Vân Kiều bao gồm các dân tộc người: Vân Kiều, Khùa, Ma Coong và Trì. Dân tộc Chứt gồm các dân tộc người: Sách, Mày, Rục và Arem.