Образован постановлением Правительства Российской Федерации от 24 января 1993 года N 52. Большая часть заповедника расположена на территории Убсунурской котловины. На основании постановления Правительства Российской Федерации от 21 апреля 2000 года N 372 "О расширении территории государственного природного биосферного заповедника "Убсунурская котловина" площадь заповедника увеличена на 283558,4 га. Общая площадь заповедника, который состоит из девяти отдельных кластерных участков, составляет 323198,4 га. Семь из девяти кластерных участков расположены в Убсунурской котловине, а остальные два - в отрогах хребта Западные Саяны.
Климат Убсунурской котловины отличается исключительно контрастностью, обусловленной ее положением в центре Азии, сравнительно большой высотой над уровнем моря и своеобразным строением рельефа. Климат ее является переходным, от восточносибирского к центральноазиатскому, то есть наблюдается увеличение инсоляции и, следовательно, радиационный баланс.
В районе Убсунурской котловины за год выпадает осадков меньше, чем где-либо в Тыве. Климат этой зоны суров. Зима очень малоснежная и морозная. Лето также сухое и очень жаркое. Годовое количество осадков в котловине варьирует и составляет от 139 до 341 мм. Из них с октября по март выпадает 40 мм. Наименьшее месячное количество (2 - 6 мм) наблюдается в феврале - марте. С апреля количество осадков постепенно увеличивается, достигая максимума в июле (98,8 мм).
Климат участков "Хан-Дээр" и "Кара-Холь" отличается значительной контрастностью, одной из характерных особенностей является резкая континентальность - холодная малоснежная зима, сравнительно теплое лето, малое количество осадков, большая амплитуда абсолютных и суточных температур. Средняя температура воздуха в январе составляет -31 градус, в июле +18,3 градусов. Среднегодовая температура составляет - 3,5 градусов. Сумма годовых осадков составляет примерно 220 мм. Минимальное количество осадков - 172, максимальное - 338 мм. Наибольшее количество осадков выпадает в августе - 64 мм.
Разнообразие природных условий бассейна оз. Убсу-Нур обуславливает формирование различных типов и подтипов почв. Пространственное распределение почв чрезвычайно осложнено сочетанием таких факторов, как вертикальная зональность, экспозиционный эффект, инверсионные явления, ветровой режим, мерзлота, дренированность и т.п.
Для почвенного покрова участков "Хан-Дээр" и "Кара-Холь" характерна четко выраженная вертикальная поясность. В высокогорьях преобладают горно-тундровые почвы, примитивные фрагментарные каменистые и горно-тундровые типичные почвы. В верхней части лесного пояса доминируют горно-таежные торфянисто-перегнойные оподзоленные и неоподзоленные почвы, внизу - горно-лесные дерновые почвы, в долинах рек - аллювиально-горно-таежные перегнойные кислые неоподзоленные сезонномерзлотные или таежно-торфянисто-перегнойные глеевые мерзлотные почвы. В переходной полосе от леса к степи горные дерновые неоподзоленные почвы сочетаются с горными черноземами и каштановыми почвами.
В ведении государственного природного биосферного заповедника "Убсунурская котловина" находятся 9 кластерных участков:
1) кластерный участок "Цугээр-Элс";
2) кластерный участок "Улар";
3) кластерный участок "Ямаалыг";
4) кластерный участок "Арысканныг";
5) кластерный участок "Оруку-Шынаа";
6) кластерный участок "Убсу-Нур";
7) кластерный участок "Монгун-Тайга";
8) кластерный участок "Кара-Холь";
9) кластерный участок "Хан-Дээр".