Jest położony na wschodzie i północnym-wschodzie prowincji Jaén (Hiszpania), zajmuje obszar 214 300 hektarów, co oznacza, że jest największą przetrzenią podlegającą ochronie prawnej w Hiszpanii i drugą w Europie. Został ogłoszony rezerwatem biosfery przez UNESCO w 1983 roku, jest także obszarem wchodzącym w skład sieci Natura 2000 na podstawie Dyrektywy Ptasiej Unii Europejskiej od 1987. Całe jego piękno krajobrazowe i bogactwo biologiczne łączy się z dziedzictwem kulturowym, co czyni z parku i jego otoczenia jedną ze stref najczęściej odwiedzanych w całej Hiszpanii.

Park narodowy zajmuje ziemie wchodzące w skład municypiów trzech comark jaeńskich: Sierra de Cazorla, której 40% leży na terenie parku narodowego, Sierra de Segura, której 90% leży na terenie parku i stanowi 70% całej powierzchni parku, Las Villas. Na Cañada de las Fuentes (powyżej 1 350 m n.p.m.) ma źródło rzeka Gwadalkiwir, której górska dolina stanowi serce parku. Rzeka Madera płynie przez wspaniały las sosnowy sosny czarnej, gatunku autochtonicznego, który występuje powyżej 1 200 m n.p.m. W tych i innych rzekach górskich, np.: Borosa, Aguasmulas, Guadalimar występuje bogactwo ryb: troć wędrowna i pstrąg tęczowy, brzana czy ukośniki.

Tutejsze lasy stanowią największy ciągły obszar leśny (las sosnowy) całej Hiszpanii, z prawie wszystkimi gatunkami, chociaż dominuje sosna czarna. Sporo gatunków zostało niedawno reintrodukowanych i rozwija się znakomicie dzięki obfitości opadów. Do 900 metrów wysokości występują lasy sosny alepskiej, której towarzyszą drzewa poziomkowe i pistacje kleiste, pozostałości po lesie śródziemnomorskim, który wcześniej tu występował. Wyżej znajdujemy lasy dębów ostrolistnych, szkarłatnych i ważne siedliska sosny nadmorskiej. W miejscach bardziej wilgotnych występują tysiącletnie cisy i ostrokrzewy kolczaste, bardzo rzadkie w Andaluzji. Na brzegach rzek pojawiają się jesiony, wierzby, topole oraz trzciny i pałki wodne, gdzie znajdują schronienie ptaki wodne i małe ssaki.

Ten Park Narodowy gromadzi jedno z najbogatszych zbiorowisk roślinnych obszaru śródziemnomorskiego. Z powyżej 1 300 sklasyfikowanych gatunków, 24 występują jedynie na terytorium parku, tak jak endemiczny gatunek fiołka jedyna roślina mięsożerna (Pinguicula valliisneriifolia), bodziszek cazorlański lub orlik cazorlański.W lesie dominują trzy odmiany sosny: sosna alepska, sosna nadmorska i sosna czarna pino. Dęby ostrolistne i dąb szkarłatny uzupełniają dominujący skład gatunkowy lasów parku. Są też rezerwaty, na których zachowała się pierwotna roślinność w postaci lasu laurowego. Na terenie parku znajduje się Ogród Botaniczny Torre del Vinagre, gdzie można poznać najważniejsze rośliny parku.

Wśród fauny parku wyróżnia się wielkie stado jeleni, kozice hiszpańskie i dziki, jak również ważne populacje muflonów i danieli. Występują również lisy, żenety czy kuny, a także jedno z największych bogactw entomologicznych Półwyspu Iberyjskiego. Wśród ptaków najważniejsze są sęp płowy i orzeł przedni, jak również orłosęp brodaty w trakcie reintrodukcji.