Ubicación:
Se encuentra ubicado en la región Sur del Departamento de Santa Cruz y comprende las jurisdicciones de los Municipios de Charagua en la Provincia Cordillera y Pailón y San José de la Provincia Chiquitos.

Extensión:
Tiene una superficie de 3.441.115 Hectáreas (34.411 km2), es decir, es el Area Protegida de mayor extensión de Bolivia.

Altura:
De altura variable,  oscila entre los 200 y los 400 m.s.n.m

Clima:
El clima es muy cálido pero sometido a fuertes descensos de temperatura durante las épocas secas invernales.

Régimen de lluvias:
La región se caracteriza por ser mayormente seca, aunque durante el verano los niveles de precipitación pluvial varían de norte a sur entre los 1.000 y 400 mm. anuales.

Aspectos Geográficos:
Ocupa gran parte de la región fisiográfica conocida como Llanura Chaqueña o Gran Chaco, de escaso relieve. La hidrografía esta constituida por la cuenca del Río Parapetí. Biográficamente el área corresponde a la sub región Sabana del Chaco.

Características Generales:
Por constituirse en la única área protegida destinada a la preservación del Chaco Sudamericano, el Parque Nacional Kaa-Iya incluye la mayor parte de los ecosistemas propios de esta región del Continente. Tales  ecosistemas  son el Bosque Xerofítico bien drenado, varios otros tipos de bosques chaqueños pluvioestacionales de transición, bosques secos decíduos también xerofíticos ubicados en terrenos con poco drenaje, el Bosque Semisiempreverde de transición al Cerrado o Bosque Chiquitano, presencia de palmares (Copernia alba) en terrenos salinos, matorrales bajos xerofíticos y pastizales de inundación estacional. Por otra parte, existen cerros asilados en medio de una extensa llanura con vegetación xerofítica muy característica.

Flora:
Se han registrado 878 especies de flora , aunque estimaciones prospectivas señalan un promedio de 1.500 especies de plantas superiores entre las que destacan el quebracho colorado (Schinopsis quebracho-colorado), el soto negro (Schinopsis cornuta), el cuchi (Astronium urundeuva), el guayacán (Bulnesia sarmientoi), el cupesí (Prosopis chilensis), el toborochi (Chorisia speciosa), el algarrobillo (Caesalpina paraguariensis) y la palma blanca (Copernicia alba), entre otras especies.

Fauna:
Propia de la llanura chaqueña, la diversidad de especies cuenta con un número aproximado de 350 especies registradas. Se destacan entre otras, el chancho tropero del Chaco, conocido también como quilimero o tagua (Catagonus wagneri) que constituye una especie endémica de la región chaqueña. También se ha constatado la presencia del Guanaco (Lama guanicoe) en la región sudoeste del Parque. De igual forma, reside el chancho tropero de cuello blanco (Tayassu albirostris), el armadillo (Cabassous chacoensis) de características endémicas y el pejichi (Priodontes Maximus). Entre las especies de aves se pueden citar la pava pintada (Crax fasciolata), el águila harpía  coronada (Harpyhaliaetus coronatus) y el halcón viuda (Spizastur melanoleucus).

Población en el área:
El patrón de ocupación humana en el área está constituido por comunarios Guaraníes y Chiquitanos además de estancieros.  La presencia humana es de carácter periférico aunque tiene un accionar directo en lo respectivo al uso de recursos del área. Hay una mayor concentración hacia el Oeste  (Izoso), asentamientos chiquitanos por el Norte  y algunas comunidades dispersas  en  otras zonas. En todo caso, se puede afirmar que el interior del área se encuentra libre de la ocupación humana.

La mayor concentración humana se encuentra ubicada hacia el Oeste (Bañados de Izoso), en la zona de influencia del área, donde se ubican cerca de 20 comunidades Guaraníes, como Guarirenda, Rincón, Huirapendi, Guirayasa, Coropo, Cacharí, Aguraigua, Guirapendio, Isiporenda y Yapiroa.  La comunidad Chiquitana más importante, llamada San Pablo, se encuentra en el norte.

La presencia de pueblos Izoceños y Ayoreode mayoritariamente, incluye grupos de Ayoreodes  nómadas no contactados.

Zona de influencia:
Las poblaciones más importantes en la zona de influencia  del Area son: Camiri, Charagua, Boyuibe y Cabezas en territorio de la Provincia Cordillera y San José en la Provincia Chiquitos.

Accesibilidad:
La accesibilidad es dificultosa. En la época húmeda, los caminos en el Area son intransitables. A excepción de la vía Santa Cruz-Bajo Izoso-Camiri que bordea el Area e ingresa parcialmente a las comunidades del Bajo Izoso, no existen otras vías estables. En muchas zonas el ingreso se realiza a través de caminos ganaderos. Desde San José de Chiquitos, un camino de herradura que se une con Fortín Ravelo y Suárez Arana, constituye la vía más estable en el extremo Este del Area.