陕西牛背梁国家级自然保护区位于柞水、宁陕、长安三县（区）交汇区域，周边范围涉及长安区滦镇街道办喂子坪和子午镇、柞水县的营盘镇和宁陕县的广货街镇等三个县（区）的4个乡（镇），地理坐标介于东经108°47′～109°03′，北纬33°47′～33°55′之间，东西长28公里，南北宽15公里，总面积16418公顷，其中核心区面积5725公顷，缓冲区面积4119公顷，实验区面积6574公顷。
陕西牛背梁国家级自然保护区位于柞水、宁陕、长安三县（区）交汇区域，周边范围涉及长安区滦镇街道办喂子坪和子午镇、柞水县的营盘镇和宁陕县的广货街镇等三个县（区）的4个乡（镇），地理坐标介于东经108°47′～109°03′，北纬33°47′～33°55′之间，东西长28公里，南北宽15公里，总面积16418公顷，其中核心区面积5725公顷，缓冲区面积4119公顷，实验区面积6574公顷。
陕西牛背梁国家级自然保护区主要保护对象是国家Ⅰ级保护动物羚牛及其栖息地。2018年10月11日，入选“全国中小学生研学实践教育基地”名单。
1982年，陕西省人民政府常务会议第四十五次会议通过的《陕西省自然保护区区划方案》，柞水羚牛保护区为方案中提出的第一期筹建的保护区。
1985年，陕西省自然保护区管理委员会第一次会议，决定第一批从1985年开始筹建柞水羚牛、周至金丝猴两个保护区。
1986年，陕西省编制办公室批准成立"陕西省牛背梁国家级自然保护区管理局筹建处"。
1987年，牛背梁自然保护区筹建机构正式成立，筹建处设在柞水县城，从1987年6月起正式办公。
1988年，国务院批准牛背梁自然保护区为"陕西牛背梁国家级自然保护区"。同年，陕西省自然保护管理委员会确定了牛背梁自然保护区的界线范围。
1993年，林业部批复了《陕西牛背梁国家级自然保护区可行性研究报告》。
1994年，依据陕西省计划委员会《关于建设陕西牛背梁国家级自然保护区及保护站（点）的通知》精神，牛背梁自然保护区筹建处从柞水县迁至长安县韦曲镇。
1997年，陕西省机构编制办公室批复同意成立陕西牛背梁国家级自然保护区管理局，同时撤销筹建处。
陕西牛背梁国家级自然保护区位于秦岭山脉东段，横跨秦岭主脊南北坡，地处柞水、宁陕、长安三县（区）交汇区域，沿秦岭主脊呈东西狭长分布。
陕西牛背梁国家级自然保护区属秦岭中山或亚高山山地，主要是秦岭山地地貌。牛背梁（2802米）为秦岭东段最高峰，北缓南陡，与秦岭中西段“南缓北陡”形成明显对照，海拔1100－2802米，当属牛背梁保护区的特殊地貌类型。
陕西牛背梁国家级自然保护区主要保护对象是国家Ⅰ级保护动物羚牛及其栖息地。
牛背梁保护区是秦岭东部保存相对完好的天然林区，属暖温带针阔叶混交型的山地森林系统，呈现出明显的垂直结构特征，自下而上分别为落叶阔叶林和松栎针阔混交林带、中高山松桦针阔叶混交林带和亚高山针叶林带。
1997年10月，经陕西省编委批准，正式成立陕西牛背梁国家级自然保护区管理局，局址设在西安国家民用航天产业基地。管理局内设党委办公室、行政办公室、资源保护科、森林防火办、科研科、公众教育科、财务科、产业发展科、后勤服务中心等9个职能科室。设柞水老林、北沟、宁陕广货街、长安石砭峪四个保护站，站址均选建在辖区主要交通干道沿线。
老林保护站
老林保护站，成立于1995年11月，位于商洛市柞水县营盘镇，距离西安60公里。保护站南部与沙柞公路相邻，西康铁路和包茂高速从辖区腹地穿过，管辖面积3960.5公顷，站址海拔1050米，管护区域海拔落差1752米。辖区内共有六大主要沟系，由东至西依次是霸沟、西安沟、高砭沟、龙王沟、大东沟和西沟峡。有职工9名，承担着辖区内资源保护、科研监测、森林防火、生态旅游、社区共管和宣传教育等日常工作。
北沟保护站
北沟保护站，成立于2004年，坐落于商洛市柞水县营盘镇以西19公里处，海拔1430米，距离西安市70公里，毗邻西康铁路、包茂高速和102省道，管辖面积4204公顷。有职工8名，承担着保护区资源管理、森林防火、科研监测、社区宣传和多种经营等工作。2005年建成一栋三层宿办楼，建有餐厅、多功能厅和图书室。。
广货街保护站
广货街保护站，成立于1999年，站址位于安康市宁陕县广货街镇，占地面积3.5亩，宿办楼建成于2000年，有职工7名，承担着保护区资源管理、森林防火、科研监测、社区宣传、多种经营等日常工作职责。区域涵盖保护区西部，地跨宁陕、长安两县区，辖区面积4040公顷，海拔在1150-2880米，相对高差1500米以上。
石砭峪保护站
石砭峪保护站，成立于1999年，有职工9人，担负着资源保护、森林防火、科研监测、社区共管、行政执法、生态旅游等多项工作任务。保护站地处长安区南五台街道办罗汉坪村，距西安市35公里，管辖面积4214公顷，占牛背梁保护区总面积的25.75%。北与南五台街道办罗汉坪村、老龙桥村集体林接壤，南与老林保护站辖区相连，东与翠华山毗邻，终南山特长隧道从辖区洞穿而过。
2014年7月至8月间，陕西牛背梁国家级自然保护区在区内海拔900—2600米范围内定点捆绑布置了20台红外相机（每个保护站5台），对野生动物资源进行监测和调查。
2014年4月26日，广货街保护站向局对光秃山区域高山杜鹃分布及生长状况进行小型科研调查，调查以光秃山区域杜鹃花资源为对象，主要对杜鹃花种质资源调查、种群现状调查、引种栽培及其利用价值调查等。
百米瀑布
百米瀑布位于光头山东部，在翠峰青崖之中，一条玉带分外耀眼，随风漂拂，在光的照耀下，常折射出七彩色，宛若一道彩虹萦绕山间。西沟峡
西沟峡位于牛背梁东南方向，全长约15公里。西沟峡在峡口以上两侧危崖高耸，其势如剑开，危石峥嵘，树木掩映，沟深水长 。曲折的峡谷中巨石堆积，急流滔滔。成片的原生林中，飞鸟走兽遍布，奇峰怪石，飞瀑清潭随处可见。
苍子沟
苍子沟海拔1500米，沟内原始森林植被丰富，风景秀美，溪水潺潺，瀑布跌宕起伏。
月亮岩
月亮岩，也有人叫月亮崖，位于牛背梁自然保护区西部。在秦岭分水岭光头山高山草甸可以一眼远远遥望到，弯弯的脊梁，确实像月亮。月亮崖是秦岭羚牛天然的栖身地，海拔在2700米以上，随处可见冰川遗迹，高山峭壁，巨石嶙峋，植被主要以高山草甸、巴山冷杉林、太白红杉林和箭竹丛混交生境为主。
至老林保护站
1、由西安火车站乘坐西康线火车——柞水县营盘镇下车——老林保护站。
2、由城南客运站乘坐“西安——柞水”班车，到柞水县城后转乘柞水——盘谷山庄的公交在老林站下车。
至广货街保护站
1、城南客运站乘坐“西安——江口”班车，到广货街下车即到。班车每日中午12:00发车，次日7:00对发。每日一趟。票价约20元/人。
2、城南客运站乘坐“西安——小川”班车，到广货街下车即到。班车每日中午13:00发车，次日8:00对发。每日一趟。票价约20元/人。
至石砭峪保护站
1、西安——长安区汽车站乘坐“韦曲——青岔”班车——青岔。青岔——大板岔保护站。班车每小时一趟，票价约5元。
2、西安火车站——青岔站下车。青岔——大板岔保护站。
至北沟保护站
西安——老林保护站——北沟保护站；西安——广货街——北沟保护站
1 、由城南客运站乘坐“西安——柞水”班车，到柞水县城后转乘柞水——盘谷山庄的公交，在盘谷山庄下车后到北沟保护站约7里路程，票价约30元/人。
2、由西安火车站乘坐西康线列车到柞水县火车站下车，自行雇车到保护站，票价约60元/车（面包车）。
陕西牛背梁国家级自然保护区是“秦岭自然保护区群”的重要组成部分、秦岭东段生物多样性最为丰富的地区，是羚牛秦岭亚种的模式产地，在“中国生物多样性保护行动计划”中被确定为40个最优先的生物多样性保护地区之一。保护区蕴藏着众多的珍稀动、植物资源，是物种遗传的基因库。对秦岭而言，它具有一定的典型性及代表性，被誉为秦岭东部的绿色明珠，具有很高的保护和研究价值。
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