2.4.1.1. Vị trí địa lý
Khu bảo tồn thiên nhiên Thần Sa - Phượng Hoàng thuộc địa giới hành chính huyện Võ Nhai; phạm vi quy trên địa bàn 7 xã và 01 thị trấn của huyện; là khu vực rừng có hệ sinh thái rừng núi đá độc đáo, có tính đa dạng sinh học
phong phú với nhiều nguồn gen, là nơi cư trú của nhiều loài động vật, thực vật quý hiếm và nhiều hệ sinh thái chuẩn của vùng núi đá.
Ban quản lý Khu bảo tồn thiên nhiên Thần Sa - Phượng Hoàng được thành lập theo Quyết định số: 3841/QĐ-UBND ngày 01/12/1999 của UBND tỉnh Thái Nguyên và chính thức đi vào hoạt động từ ngày 07/12/1999. Tổng diện tích rừng đặc dụng 19.913,54 ha.
Ban quản lý Khu bảo tồn thiên nhiên Thần Sa - Phượng Hoàng thuộc địa giới hành chính huyện Võ Nhai, cách thành phố Thái Nguyên khoảng 40 km về phía bắc, phạm vi quy hoạch Khu bảo tồn trên địa bàn 7 xã và 01 thị trấn của huyện Võ Nhai bao gồm các xã: Thần Sa, Thượng Nung, Sảng Mộc, Nghinh Tường, Vũ Chấn, Cúc Đường, Phú Thượng và Thị trấn Đình Cả
Vị trí địa lý:
* Phía đông giáp huyện Bắc Sơn tỉnh Lạng Sơn.
* Phía bắc giáp huyện Na rì, huyện Chợ Mới tỉnh Bắc Kạn. * Phía tây giáp huyện Đồng Hỷ tỉnh Thái Nguyên.
* Phía nam giáp các xã còn lại của huyện Võ Nhai tỉnh Thái Nguyên
2.4.1.1. Địa hình
Khu bảo tồn thuộc vùng núi cao nằm phía Đông Bắc của tỉnh Thái Nguyên, địa hình chia cắt hiểm trở, núi đá chiếm gần 87% diện tích khu bảo tồn. Khu vực thuộc phần cuối cùng phía Nam của dãy Ngân Sơn bắt đầu từ Bắc Kạn. Độ cao tuyệt đối trung bình khoảng 700m.
2.4.1.3. Khí hậu
Khu bảo tồn thiên nhiên Thần Sa - Phượng Hoàng nằm trong vùng khí hậu nhiệt đới gió mùa ảnh hưởng của khí hậu vùng cao, một năm chia thành 2 mùa, mùa khô và mùa mưa. Mùa mưa kéo dài từ tháng 4 đến tháng 10, mùa khô từ tháng 11 đến tháng 3 năm sau. Số giờ nắng trung bình năm là 1.560 giờ năm cao nhất là 1.750 giờ năm thấp nhất là 1.470 giờ. Chế độ ẩm với lượng mưa trung bình năm là 1.750mm, năm cao nhất tới 2.450mm năm thấp
nhất 1.250mm. Lượng mưa phân bố không đều, từ tháng 4 đến tháng 9. Lượng bốc hơi bình quân năm 885mm, bằng 50,6% lượng mưa trung bình năm, lượng bốc hơi lớn thường xảy vào các tháng 12 và tháng 1, gây nên tình trạng khô hạn nghiêm trọng ảnh hưởng đến cây trồng vụ đông xuân. Độ ẩm không khí trung bình năm từ 82% giữa các tháng trong năm biến thiên từ 75 - 86%. Độ ẩm không khí thấp nhất trong năm vào tháng 4 và tháng 5. Ở các thung lũng sương muối thường xuất hiện vào tháng 12, tháng 1 với tần suất xuất hiện 1-3 lần/năm. Đây là yếu tố bất lợi cho sinh trưởng và phát triển của động thực vật.
2.4.1.4. Hệ động thực vật
Khu bảo tồn thiên nhiên Thần Sa - Phượng Hoàng có hệ sinh thái rừng núi đá độc đáo, có tính đa dạng sinh học phong phú với nhiều nguồn gen và là nơi cư trú của nhiều loài động vật, thực vật quý hiếm và nhiều hệ sinh thái chuẩn của vùng núi đá. Nơi đây còn lưu giữ các di chỉ khảo cổ học, di tích lịch sử, danh lam thắng cảnh có giá trị như hang Phượng Hoàng, Suối Mỏ Gà, Thác mưa rơi, Mái đá ngườm, Suối Tiên, ...
Hệ thực vật: có trên 160 họ với 1.096 loài, trong đó cây gỗ là 319 loài, cây dược liệu 574 loài, cây cảnh: 84 loài.
Hệ động vật: Có 295 loài, trong đó loài thú 56 loài (tháng 6/2010, phát hiện một đàn Voọc mũi hếch khoảng 7 con ); loài chim 117 loài, loài bò sát 28 loài, trong khu bảo tồn có 15 loài thuộc nhóm IB và 19 loài thuộc nhóm IIB.