Tiene una extensión de 590.112 hectáreas y su altitud está entre los 177 y 326 metros sobre el nivel del mar.
El área protegida está formada por un complejo de 14 lagunas, lo que la convierte en el humedal más extenso de la Amazonía ecuatoriana.
La reserva es también considerada una de las áreas protegidas con mayor diversidad cultural de la Amazonía ecuatoriana.
La reserva se encuentra en la zona norte de la Amazonía del Ecuador e incluye las cuencas hidrográficas de tres importantes ríos: el Cuyabeno al noroeste, el Lagartococha al este (a su vez límite fronterizo con el Perú) y el Aguarico que atraviesa la Reserva Cuyabeno de oeste a este.
A pesar de que el bosque húmedo tropical de tierra firme es el ecosistema más abundante en la reserva (y de la Amazonía en general), son los ecosistemas inundados contiguos a los ríos Cuyabeno y Lagartococha lo que distingue a esta área protegida de las otras en la región oriental.
El guarango de agua, el árbol más representativo de esta reserva, crece en canales y bordes de lagunas inundadas por aguas negras (igapós).
En esta zona habitan:
Especies diferentes de aves
Especies de orquídeas
Especies de peces
Especies de monos
Especies de plantas
Asimismo, una gran variedad de reptiles como anacondas, caimanes y tortugas de río las cuales conviven con especies de mamíferos como el Tapir (Tapirus terrestris).
Los senderos inundados de Cuyabeno son uno de los puntos de mayor diversidad de especies, de las cuales gran parte tienen potencial productivo y comercial.
Allí es posible encontrar manatíes, delfines, caimanes y anacondas, animales decisivos en la regulación del ecosistema y que son indicadores de la salud del mismo.
Estas lagunas conforman el humedal más grande de la Amazonía ecuatoriana y favorecen el flujo hídrico de los ríos Cuyabeno, Aguarico y Napo; flujo que confluye finalmente en el río Amazonas.
Además, estos ríos son la vía de conexión entre el paisaje, posibilitan el intercambio económico y el sostenimiento de los medios de vida para las comunidades que habitan en sitios aledaños como los Siona, Secoya y Cofanes.