El santuario Los Nogales se compone de 3 propiedades: Parcela A (Compañía Agrícola Los Nogales), Parcela B (Anglo American) y Parcela C (Hacienda Los Nogales S.A.).
De acuerdo a lo indicado en su decreto de creación el área posee vegetación autóctona y especies animales casi extinguidas, razón por la cual se declara santuario con el objeto de preservar dichas especies y fomentar el estudio e investigación de los ecosistemas de la cordillera central. En términos generales la biodiversidad del ecosistema del santuario está determinada por factores ambientales abióticos fuertemente influenciados por las condiciones altitudinales, extremándose dichas condiciones a mayor altitud en términos de humedad y temperatura.

Desde el punto de vista ecosistémico es posible identificar las siguientes características desde el punto de vista altitudinal:

900 – 2.100. Formación dominante submontano (bosque matorral esclerófilo).
Flora característica: Acacia caven (espino), Cryptocarya alba (peumo), Quillay (Quillaja saponaria), Maitén (Maytenus boaria).
Fauna característica: capensis (chincol), Zorro culpeo (Lycalopex culpaeus), Lagartija café (Liolaemus lemniscatus).

2.100 – 2.500. Formación dominante Subandino (matorral esclerófilo subandino).
Flora característica: Yerba blanca (Chuquiraga oppositifolia) , Frangel (Kageneckia angustifolia) , .

Fauna característica: Cóndor (Vulltur gryphus), Phrygilus gayi (cometocino de Gay), cururo (Spalacopus cyanus), Lagartija de los montes (Liolaemus monticola), lagartija parda (Liolaemus bellii).

3.100 – 3.700. Altoandino (estepa altoandina).
Flora característica: Azorella madreporica (llareta) Stipa chrysophylla (coirón).
Fauna característica: Lophonetta specularioides (pato juarjual), Chloephaga melanoptera (piuquén), ratón orejudo de Darwin (Phyllotis darwini)

Desde el punto de vista de biodiversidad el santuario Los Nogales se encuentra inserto dentro del Sitio Prioritario para la conservación de la biodiversidad Alto de la Cuenca del Mapocho (Estrategia para la Conservación de la Biodiversidad Región Metropolitana de Santiago 2015 – 2025), el cual se caracteriza por representar un núcleo de protección de biodiversidad, principalmente por la contribución hídrica que suponen las cabeceras de cuencas existentes en el área, y por las especies de flora y fauna identificadas.
Desde el punto de vista de los estudios científicos realizados en el lugar, es posible señalar estudios de línea de base realizados en relación al Estudio de Impacto Ambiental del Proyecto de Desarrollo Los Bronces del año 2006. Actualmente se está desarrollando un estudio para la elaboración de un plan de manejo sustentable en el sector.

Desde el punto de vista de la infraestructura turística del santuario, éste posee afloramientos termales en el sector sur de la parcela A, los cuales se conocen como Baños de la Cal.

Finalmente es importante señalar la superposición normativa sectorial contenida en el Decreto N° 458 del MINVU (Ley General de Urbanismo y Construcciones), a partir de la cual el Plan Regulador Metropolitano de Santiago califica cerca del 90% de la superficie de la Parcela B del Fundo Los Nogales como Zona de Uso Minero.