Reservatet, som är 900 ha stort (landområde 195 ha och marint vattenområde 705 ha), ligger på nivåer från drygt 50 meters höjd över Östersjön och ner till cirka 20 m djup i omgivande vattenområden. I delar av vattenområdet ner till 18 m djup förekommer terrestra lämningar från Yoldiatiden för 11 600-10 700 år sedan då havsytan var betydligt lägre än idag. Bland annat har ett flertal tallstubbar påträffats på havsbottnen, vilka utgör rester av de tallskogar som växte i området under denna tid. Undervattensmiljön utgörs av hårda bottnar med hällar och block, samt sandbottnar. Vegetationen består av rödalger, bälten av blåstång och sågtång, samt ålgräsängar.
Skogen på Stärnöhalvön består till största delen av ädellöv (bok, ek, avenbok) men en betydande del domineras även av tall, bland annat på Bålabacken i sydost. I området finns även hällmarker i form av främst strandklippor med jättegrytor och isräffelbildningar. En stor diabasgång löper i NO-SV riktning genom halvön, vilket ger särskilda förutsättningar för vissa krävande växt- och djurarter. På Boön finns tallskog med inslag av äldre träd som kompletterar den mycket skyddsvärda tallskogen på Bålabacken.

Naturreservatet hyser ett stort antal rödlistade arter av insekter, groddjur, fåglar, svampar och lavar. De flesta av dessa är knutna till skogsmark med gamla träd och inslag av död ved.
I området finns betydande kulturhistoriska värden. Det främsta är bronsåldersröset Högarör, beläget på Stärnös högsta punkt. På Boön finns viktiga kulturvärden som speglar Karlshamns historia, bland annat platsen för det gamla örlogsvarvet (1658-1659), försvarsanläggningen Gamle skans och talrika spår av stenbrytning.

Stärnö och Boön är ett av Karlshamns viktigaste frilufts- och strövområden. Vid Stärnö Sandvik finns en väl utrustad badplats. Inom reservatet finns även ett omfattande nät av stigar, bland annat en funktionsanpassad led som utgår från Stärnö Sandvik.

Karlshamns kommun

IV, Habitat/Artskyddsområde (Habitat/Species Management Area)

108,68

706,82

193,73

900,42