Рельеф территории заказника "Муравьевский" равнинный, изрезанный большим количеством проток, озер-стариц, релками, межрелочными заболоченными понижениями. Значительные площади заняты пашней.
Климат континентальный с чертами муссонного. Среднемесячная температура января -26 °C, июля +20 °C. Время с устойчивыми морозами - до 5 месяцев. Средняя высота снежного покрова 17 см. Продолжительность залегания до 140 дней. Среднегодовое количество осадков - 650 - 700 мм. Влажность воздуха изменяется в пределах 60 - 80%.
Гидрографическая сеть включает участок рек Гильчин и Аргузиха и многочисленные озера пойменного типа: Кривое, Лебединое, Песчаное, Хомутина. Территория заказника "Муравьевский" представляет собой один из немногих сохранившихся участков водно-болотных угодий Зейско-Буреинской равнины с большими по площади массивами преимущественно пойменных озер-стариц, зарастающих с берегов тростником и камышом.
Территория заказника "Муравьевский" заболочена на треть с преобладанием мохово-травяных и кочкарно-травяных болот. Большинство из них не имеет чистого зеркала, берега представляют сплетения корней и корневищ.
Почвы представлены серыми и темно-серыми, темными дерново-подзолистыми (гильчинский чернозем), темноцветными дерново-луговыми, дерново-слабоподзолистыми, иловато-глеевыми и торфяно-глеевыми. Сельскохозяйственные земли подвержены активной ветровой эрозии.
Заказник "Муравьевский" расположен в безлесном районе с сочетанием болотной, луговой, лесной и кустарниковой растительности. Большие территории заняты пойменными разнотравными и осоково-вейниковыми лугами и болотами с вкраплением релочных дубово-черноберезовых лесов в окружении сельскохозяйственных полей.
Животный мир слагают представители лесо-лугового комплекса с присутствием таежных, степных видов и видов, обитающих в широколиственных лесах.
Большая площадь водно-болотных угодий, хорошая кормовая база благоприятствуют обитанию водоплавающих и околоводных птиц, а также концентрации этих птиц в период сезонных миграций.