海南上溪省级自然保护区于1981年经原海南行政区公署（[1981]151号）文批准成立，1990年经原万宁县人民政府划界确权。保护区位于万宁市西南部，东经110°02′29″～110°14′17″，北纬18°45′36″～19°00′49″，分布在万宁市三更罗镇、长丰镇及兴隆华侨农场、新中农场行政区域内，其东邻本市长丰镇；西与琼中县交界；南至南林省级自然保护区；北至琼海市牛路岭水库和海南尖岭省自然保护区，总面积11663hm2。
保护区总体属于低山—高丘陵地貌。区内最高海拔山峰为900米，其余山峰海拔一般在350米—700米之间，为海南岛森林生态系统类型自然保护区中的低海拔类型，区内保存了为数不多的热带低地雨林和季雨林树种。
保护区的土壤类型主要为砖红壤。土层深厚，大多数厚于80厘米，土壤显酸性至微酸性。土壤自然植被主要为低地次生雨林、灌丛和草坡。
保护区属于热带海洋季风气候，干湿季节分明，5-10月为雨季，11月—次年4月为旱季。区内年平均气温25℃左右，年均降雨量为2077.4毫米，年均蒸发量为1770毫米，年平均相对湿度77％，台风、暴雨、干旱、低温阴雨等是保护区的主要灾害性天气。
保护区植被分为热带山地雨林、热带湿润雨林、热带次生林、灌丛和人工林等5个植被类型。区内有野生种子植物151科619属1178种（含变种、亚种及变型），其中裸子植物6科、7属、13种，双子叶植物124科、507属、986种，单子叶植物21科、105属、179种。有22种被列入《国家重点保护植物名录》。其中国家I级保护植物——海南苏铁在局部地区可形成优势种。
保护区大体可分为热带沟谷雨林动物群、热带山地雨林动物群、山地次生灌木草坡动物群、农田动物群等4个动物群。根据文献记载和近年来的调查，上溪地区记录的陆栖脊椎动物有27目76科232种。其中两栖纲2目6科22种，爬行纲3目11科39种，鸟纲14目38科128种，哺乳纲8目21科43种。
保护区管理机构为海南上溪省级自然保护区管理站,属纳入省财政拨款的正科级事业管理单位,下设新中、香根、石福、大洲等4个护林分站。